一级冲击试验培训资料.ppt

Prof. Wang Bin, Testing Center, SRIM 第六章 金属夏比冲击试验 前言 第一节 冲击试验原理 第二节 夏比冲击试样与试验设备 第三节 常温冲击试验 第四节 冲击试验影响因素 前言 韧性概念 金属在断裂前吸收变形能量的能力。 分类：静力韧性、冲击韧性、断裂韧性。 金属韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而减少。 材料的冲击韧度不光取决于材料本身的内在因素。 冲击试验标准 GB/T229-2007金属材料 夏比摆锤冲击试验方法 ISO148-1:2006,MOD 代替GB/T229-1994 2008年6月1日实施 其他相关标准 GB/T 18658-2002 摆锤式冲击试验机检验用夏比V型缺口标准试样 GB/T 3808-2002 摆锤式冲击试验机的检验 GB/T 19748-2005 钢材 夏比V型缺口摆锤冲击试验 仪器化试验方法 第一节 冲击试验原理 试验原理和适用范围 试验原理：将规定几何形状的缺口试样置于试验机两支座之间，缺口背向打击面放置，用摆锤一次打断试样，测定试样的吸收能量 。 适用范围：测定金属材料在夏比冲击试验中吸收能量的方法（V型和U型缺口试样）。 冲击试验的应用 作为韧性指标，为设计选材和研制新型材料提供依据 检查和控制冶金产品质量 监督热加工工艺质量 评定材料在不同温度下的脆性转化趋势 确定应变时效敏感性 缺口敏感性指标。 术语及定义 实际初始势能（势能） Kp ：对试验机直接检验测定的值。 吸收能量K：由指针或其他指示装置示出的能量值。 KV和KU表示缺口几何形状，用下标数字2或8表示摆锤刀刃半径，例如KV2。 第二节 夏比冲击试样与试验设备 标准尺寸冲击试样 (55×10×10)mm，中间有V型或U型缺口。 V型缺口应有45o夹角，其深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm。 U型缺口深度一般应为2mm或5mm，底部曲率半径为1mm。 试样类型和小尺寸试样 选择试样类型的原则应根据试验材料的产品技术条件、材料的服役状态和力学特性 一般情况下，尖锐缺口和深缺口试样适用于韧性较好的材料。 当试验材料厚度<10mm：宽度7.5mm、5mm或2.5mm的小尺寸试样 其他尺寸与标准试样相同 缺口开在试样的窄面上。 试样的加工 试样制备 样坯切取应按相关产品标准或GB/T2975执行，避免过热或冷加工硬化 试样开切口的目的是为了在切口附近造成应力集中，使塑性变形局限在切口附近不大的体积范围内，并保证试样一次就被冲断，使断裂就发生在切口处。 缺口深度、根部曲率半径及角度决定缺口附近应力集中程度，从而影响该试样的吸收能量，制备应特别仔细 需热处理的样品，应在最后精加工前进行热处理 试验前应对试样进行适当标记，标记位置应尽量远离缺口，且不得标在与支座、砧座或摆锤刀刃接触的面上，试样标记应避免对冲击吸收能量的影响。 焊接冲击试样 焊接接头取样方法：焊接接头冲击试验时，试样缺口位置应按要求开在焊缝、熔合线或热影响区，缺口轴线应垂直焊缝表面。 焊接接头冲击试样的热影响区缺口位置：其缺口轴线与熔合线的距离t应由产品技术条件规定 为清楚地显示出焊缝，开缺口前，可用硝酸酒精等试剂对试样进行侵蚀，然后按要求进行划线。 缺口在焊缝、熔合线或热影响区的位置 冲击试验机 由机架、摆锤、砧座、指示装置及摆锤释放、制动和提升机构等组成。 分类： 摆锤刀刃半径：2mm，8mm 送样方式：手动送样，自动送样 指示装置：表盘式，数显式 冲击试验机应稳定牢固地安装在基础上。 所有测量仪器均应溯源至国家或国际标准并在合适的周期内进行校准 试验设备 第三节 常温冲击试验 试验前准备工作 注意试验温度 无规定时，室温冲击试验在23℃±5℃范围进行（注意与其他力学性能试验的室温10℃~35℃不同） 规定时，在规定温度±2℃范围内进行。 检查试样尺寸 用游标卡尺测量宽度、厚度、缺口处厚度； 用光学投影仪检查缺口尺寸。 试验前准备工作 选择冲击试验机 根据所试验材料，估计试样吸收能量大小，选择合适的冲击试验机能力范围，使试样吸收能量K不超过实际初始势能Kp的80﹪，试样吸收能量K的下限建议不低于试验机最小分辨力的25倍。 根据相关产品标准规定选择摆锤刀刃半径(2mm或8mm) 低能量的冲击试验，一些材料用2mm和8mm摆锤刀刃试验测定的结果有明显不同，2mm摆锤刀刃的结果可能高于8mm摆锤刀刃的结果 试验前应检查并保证砧座跨距应为40+0.2mm。 试验前准备工作 进行空打试验 试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗：将摆锤扬起至预扬角位置，把从动指针拨到最大冲击能量位置（如果使用的是数字显示装置，则应清零），释放摆锤，读取零点附近的被动指针的示值△E1（即回零差），摆锤回摆时，将被动指针拨至最大