冲击韧性试验

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1、冲击韧性测定试验史秋月实验学时实验分组实验性质实验要求所属课程2h班人数/4综合性必做材料性能学一、实验目的1.掌握冲击试验机的结构及工作原理2.掌握测定试样冲击性能的方法3.了解脆性和韧性材料断口的形貌特征及断裂机理。二﹑实验内容测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，在电镜下观察断口形貌，并进行比较。三﹑实验设备1.冲击试验机2.游标卡尺（a）（b）图1-1冲击试验机结构图四﹑试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用U型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据GB/T229-199

2、4规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。图1-2冲击试样五﹑实验原理冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图1－1（a）的支座处即图1-3的B处，将摆锤从B的位置（仰角为0）举至高度为H的A处（摆锤仰角150°），如图1-3示,自由落下，冲断试样即可。摆锤在A处所具有的势能为：E=GH=GL(1-cosα)(1-1)冲断试样后，摆锤在C处所具有的势能为：E1=Gh=GL(1-cosβ)。(1-2

3、)势能之差E-E1,即为冲断试样所消耗的冲击功AK:AK=E-E1=GL(cosβ-cosα)(1-3)式中，G为摆锤重力（N）；L为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。图1-3冲击试验原理图六﹑实验步骤1.测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸，输入液晶控制器。2.根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤型号。3.安装试样。如图1－4所示。图1-4冲击试验示意图4.进行试验。将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样。5.记录显示屏上所示的冲击功AKU值

4、及冲击韧性值，取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。6.冲击试验要特别注意人身的安全。七﹑实验结果处理1.计算冲击韧性值αKU.αKU=(J/cm2)(1-4)式中,AKU为U型缺口试样的冲击吸收功(J);S0为试样缺口处断面面积(cm2)。冲击韧性值αKU是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸﹑缺口形状﹑试验温度等的变化而不同。2.比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸收的功。观察破坏断口形貌特征。根据电镜观察的断口形貌特征，分析两种材料的断裂机制。八﹑思考题1.冲击韧性值αKU为什么不能用于定量换算，只能用于

5、相对比较？2.冲击试样为什么要开缺口？