金属拉力棒断口失效分析剖析

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1、金属拉力棒拉伸断裂失效分析学院：机械电子工程学院专业：过程装备与控制工程姓名：张炳涛班级：2011—1学号：1101042136金属拉力棒拉伸断裂失效分析一、概述1、金属构件失效分析的意义和重要性(1)促进科学技术的发展，通过多个学科的交叉分析，找到失效的原因，不仅防止同样的失效再发生，而且能更进一步完善装备构建的功能，促进了相关各项工作的发展。(2)提高装备及其构件的质量。从设计、材料、制造等各方面进行改进，便可提高装备及其构件的质量。（3）具有高的经济效益和社会效益。2、失效分析报告主要内容这次针对铸铁T200拉力棒和Q235拉力棒试件进行了拉伸试验及失效分析，主要进行了现场调查及收

2、集资料，包括对准备试件的测量以及试件的装夹，加载，记录了设备的型号，参数及操作要求，对设备的运行过程，试件在加载过程出现的现象进行了记录，记录拉伸曲线，然后对试件进行断口失效分析，采用低倍放大对断口的形状，晶粒度，组织组成进行分析，最后参考书籍完成报告。二、试样制备与收集1、对铸铁T200拉力棒和Q235拉力棒进行拉伸试验，制备断口试件。2.加载过程Q235拉力棒拉伸实验步骤 （1）试件准备：在试件上划出长度为l0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。 （2）试验机准备：按试验机®计算机®打印机的顺序

3、开机，开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”，运行配套软件。 （3）安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。若夹具已安装好，对夹具进行检查。 （4）夹持试件：若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。 （5）开始实验：点击主机小键盘上的试样保护键，消除夹持力；位移清零；按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。 （5）记录数据：试件拉断后，取下试件，将断裂试件的两端对齐、靠紧，用游标卡尺测出试件断裂后的标距长度l1及断口处的最小直径d1（一般从

4、相互垂直方向测量两次后取平均值）。铸铁T200拉力棒拉伸试验步骤（1）试件的准备：测量试件中间和两端之处直径d，取最小值计算载面积。（2）试验机准备：估计铸铁bs值，估算拉断试件最大荷载。试验机调整与低碳钢拉伸试验相同。 （3）检查及试车：与低碳多拉伸试验相同。 （4）进行试验：开动好试验机。用慢速加载直到试件断裂，记录最大荷载Pb值。观察自动绘图器上的曲线。 （5）试验结束：关闭试验机，取下试件，使试验机回原位。 （6）测量试件：测量断裂后试件的直径和长度y»» （7）计算铸铁拉伸强度极限。三、现场调查并收集资料（1）本次实验地点在山东科技大学材料力学拉力棒拉伸与压缩实验室进行。（2）

5、这次主要对铸铁T200拉力棒和Q235拉力棒试件进行拉断实验。（3）实验设备为微机控制电子万能材料试验机参数：测量范围：4%-100%F.S测力示值相对误差：±1%速度精度：±5%设定值上下压盘间最大距离：600mm拉伸钳口间最大距离：600mm弯曲试验支滚间距离：30-460mm圆试样夹持直径：10-32mm扁试样夹持厚度：0-20mm扁试样夹持宽度：≤60mm剪切试样直径：0-10mm支柱间有效距离：435mm活塞行程：200mm电机功率：2KW主机外形尺寸：740×460×1965mm（4）对拉力棒进行实验后发现，铸铁T200在拉伸过程中发生“脆断”，Q235钢在拉伸断裂前发生“颈

6、缩”现象，根据拉伸曲线图也可以清晰地看出铸铁发生了突然地断裂，而碳素结构钢在断裂前发生了“颈缩”现象。拉伸曲线如图：一、样件理化性能分析1、Q235是一种普通结构用钢，Q代表的是这种材质的屈服，后面的235就是指这种材质的屈服值，是235左右，并且随着材质厚度的增加而使其屈服值减小。Q235钢分A，B，C，D四个等级，由于含碳量适中，机械综合性能较好，强度，塑性以及焊接性能能较好的配合，用途非常广泛。（1）化学成分Q235A级含C≤0.22%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.050P≤0.045Q235B级含C≤0.20%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.045P≤0.045Q2

7、35C级含C≤0.17%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.040P≤0.040Q235D级含C≤0.17Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.035P≤0.035（2）机械性能：屈服点大于235MPa，抗拉强度大于410Mpa，伸长率大于23%。（GB/T709-2006）2.铸铁T200：为珠光体类型的灰铸铁。其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好，铸造性能较好，但脆性较大，需进行人工时效处理。大量用于不受冲击载荷的零部件