实验五金属冲击实验

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1、实验六金属冲击实验—、实验目的1、掌握常温下金属冲击试验方法。2、了解冲击试验机的结构、工作原理及正确的使用方法。二、实验仪器设备及材料1、JB-30B摆锤式冲击试验机2、游标卡尺3、碳钢、铸铁试样若干三、实验原理金属冲击试验是一种动态力学实验。它将具有一定形状和尺寸的带有U型或V型缺口试样，在冲击载荷作用下折断，以测定其冲击吸收功Ak和冲击韧性值ak的一种试验方法。冲击试验通常在摆锤式冲击试验机上进行，其原理如图6-1所示，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，将试样放在试验机支摆上，

2、使Z处于简支梁状态。首先将摆锤举至高度为H的A位置，其预扬角为a,释放摆锤冲断试样后，摆锤扬到C位置，其预扬角为B。图6-1冲击试验原理图摆锤在A处所具有的能量为：E=PH=PL（l-cosa）（6—1）试样冲断后，摆僦扬至C处，其能量为：Ei=Ph=PL（l-cosP）o（6—2）如果忽略空气阻力等各种能量损失，则冲断试样所消耗的能量（即试样的冲击吸收功）为Ak=E・E]=PL（cosB-cosa）（6一3）式屮，P为摆锤重力（N）；L为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm）；a为冲断试样前摆锤扬起的最人角度；B为冲断试样

3、后摆锤扬起的最大角度。Ak的具体数值可根据B角的大小直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位为J。将冲击吸收功Ak除以试样缺口底部的横截面积Sn所得的商，就是金属材料的冲击韧性ak，即ak=Ak/Sn（6一4）ak的单位通常为J/cm2o对于金属夏比U型缺口和V型缺口试样的冲击吸收功分别用Aku和Akv表示，它们的冲击韧性值分别用aku和akv表示。四、实验步骤根据国家标准规定，冲击试样可使用夏比U型缺口和V型缺口两种试样，这两种试样的标准形状及尺寸分别如图6-2a和b所示，试样尺寸为10x10x55mm，缺口深度为2mm,尺

4、寸偏差及表面粗糙度应符合图6-2中的规定。试验操作中应注意以下要点：1）试验时应检查试样尺寸，所用的量貝粕度不低于0.02mmo2）试验前应检查摆锤空打时指针是否指零，其偏差超过最小分度值的1/4。3）试样应紧贴支廉放置，并使摆锤的刀刃打击在背向缺口的一而，应使用试验机所带的样规来安放试样，以保证试样缺口位于两支座的中心，其偏差不大于0.05mmo4）常规冲击试验的温度一般应为10〜35°Co5）每一种条件下的冲击试样应不少于3个试样，试验数据至少保留两位有效数字。五、试验步骤：1）将冲击试样放在载物台上。2）将摆锤升到一

5、定的高度。3）将标尺对零点。4)将摆锤放下击冲试样，使摆锤做功。5)在标尺上读出摆锤冲击破坏所消耗的功Ak(J)o6)测量出试样断口截而积SN(cm2)o7)用aK=AK/SN(J/cm2)^式计算出冲击韧性值a。fFTa.pa—Jb・丨J图6・2标准冲击试样a)夏比U型缺口冲击试样b)夏比V型缺口冲击试样五、实验内容低碳钢、铸铁试样若干，在常温下进行一次冲击试验，将实验结果填入表格中，并观察描述断口情况。六、实验报告要求1、实验目的;2、实验原理及操作步骤；3、整理试验数据，记录于表6・1中。表6-1冲击试验结果材料低碳

6、钢铸铁处理状态Ak值ak值断口形貌附件：冲击试样断口观察（举例）45#：脆性材料断口平直；冇金属光泽；呈结晶状。A3钢：W1性材料断U呈灰色纤维状，无金属光泽。