沖擊試驗機做金屬材料試驗須知的重要指標!
沖擊試驗機是做一種動態(tài)力學性能試驗,主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功,又叫沖擊韌性試驗。根據試樣形狀和破斷方式,沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。橫梁式彎曲沖擊試驗法操作簡單,應用最廣。中國有關標準規(guī)定采用橫梁式試驗法,所用標準試樣以U形缺口試樣和V形缺口試樣為主。
沖擊試驗機做彎曲沖擊試驗是20世紀初夏比(G.Charpy)提出的,以后獲得廣泛使用。
Charpy impact test 是用以測定金屬材料抗缺口敏感性(韌性)的試驗。參考標準EN 10045。
制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣,使其具有U形缺口或V形缺口,在夏比沖擊試驗機上處于簡支梁狀態(tài),以試驗機舉起的擺錘作一次沖擊,使試樣沿缺口沖斷,用折斷時擺錘重新升起高度差計算試樣的吸收功,即為Aku和Akv。
沖擊試驗機可在不同溫度下作沖擊試驗。吸收功值(焦耳)大,表示材料韌性好,對結構中的缺口或其他的應力集中情況不敏感。
對重要結構的材料近年來趨向于采用更能反映缺口效應的V形缺口試樣做沖擊試驗。
報告應包含:結果及試驗報告歐洲標準編號;材料名稱、試樣標識;試樣尺寸;缺口類型;試驗溫度;擺錘標稱打擊能量;吸收能量 KV,KU。
韌性-脆性轉變是金屬材料隨溫度降低由韌性狀態(tài)過渡到脆性狀態(tài)致使沖擊韌度急劇降低的現象。
從韌性角度選材,最重要的是要知道韌性-脆性轉變溫度Tk(℃)。Tk通常是根據沖擊功(或沖擊韌度)、斷口形貌特征、變形特征與溫度的關系求得。
根據落錘試驗和動態(tài)撕裂試驗求得的零塑性轉變溫度,可以建立表征應力、缺陷和工作溫度關系的斷裂分析圖。
此外,工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)。
一般把Ak值低的材料稱為脆性材料,Ak值高的材料稱為韌性材料。Ak值取決于材料及其狀態(tài),同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。
Ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感,如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使Ak值明顯降低;同種材料的試樣,缺口越深、越尖銳,缺口處應力集中程度越大,越容易變形和斷裂,沖擊功越小,材料表現出來的脆性越高。
因此不同類型和尺寸的試樣,其ak或Ak值不能直接比較。
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