断裂韧性实验指导书

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1、断裂韧性实验指导书实验一系列冲击实验一、实验目的：1.学习低温温度下金属冲击韧性测定的操作方法；2.测定温度对金属材料冲击韧性的影响，掌握确定金属材料的脆性转化温度Tk的方法。二、实验原理：本实验按冲击试验的最新国家标准GB/T229-1994进行。用规定高度的摆锤对处于简支粱状态的缺口试样进行一次性打击，可测量试样折断时的冲击吸收功Ako(Ak除以试样缺口处截面积得冲击韧性

2、验结果，以冲击吸收功或脆性断面率为纵坐标，以试验温度为横坐标绘制曲线见图1。韧脆转变温度确定方法：a.冲击吸收功一温度曲线上平台与下平台区间规定百分数(n)所对应的温度，用ETTn表示。如冲击吸收功上平台与下平台区间50%所对应的温度记为ETT50(°C)ob.脆性断面率一温度曲线屮规定脆性断面率(n)所对应的温度，用FTTn表示。如脆性断面率为50%所对应的温度记为FTT50(°C)。用不同方法测定的韧脆转变温度不能相互比较。三、在不同温度下作冲击试验，可以得出典型的Ak・T曲线和脆性断面率曲线（见图1）。冲击

3、吸收功曲线可近似的分为三部分：（1）温度较低，冲击值变化不大，平行横坐标的低Ak值部分，称下平台，对应断口为脆性的结晶状；（2）温度较高，高冲击值部分，称为上平台，対应断口为韧性的纤维状；（3）中间部分Ak值在上下平台的范围内，变化较大，且分散，对应断口为混合状（结晶状+纤维状断口）。脆性断血率曲线与上述曲线相反，（1）温度较低，断面率高的部分，断口为脆性的结晶状；（2）温度较高，断面率低的部分，断口为韧性的纤维状；（3）屮间部分在室温以下温度范围内，断口为混合状（结品状+纤维状断口）。根据图1的两条曲线，可以定

4、出冲击吸收功上平台与下平台区间50%的韧脆转变温度ETT50（°C）和脆性断血率为50%的韧脆转变温度FTT50（°C）O1图1韧脆转变温度曲线示意图四、实验设备及试样：1.冲击试验机本次实验用JB-30型冲击试验机进行。试验前，必须对试验机进行空击试验，校止指针零点。安放试样的支座必须事先根据所用试样缺口类型进行选择安装。安放试样时采用专门样规，以保证试样缺口与支座跨距中心重合。应符合GB/T229和GB/T3808规定。试验时，首先将自动扬摆的冲击试验机接通电源，操纵“扬摆”按钮将摆锤举起直至最高位置，然后按

5、下“冲击”按钮，使摆锤落下冲断试样。当摆锤出击试样后回摆运动时可按“刹车”按钮，摆锤立即制动。记下试验机指针在表盘上所指的数值，即为冲断试样所消耗的冲击功Ako1.试样标准夏比冲击试样有V型缺口和u型缺口两种，U型缺口深度亦有2mm和5mm两种。尺寸详见国家标准GB/T229-1994o标准夏比V型缺口冲击试样尺寸见图2。2试样坯料经热处理后，在平面蘑床上蘑光再开缺口。对硬度较低材料,可用铳、钻等方法加工，对硬度较高材料，则需用砂轮磨削或电火花钳丝切割，对缺口应严格检查。图2标准夏比V型缺口冲击试样五、试验过程：

6、1•加热或冷却装置：室温到90°C可用水浴，80°C—200°C可以用油浴，室温以下用干冰(C02)和低熔点液体混合物作为制冷剂。低熔点液体可以是煤油、酒精或其它无毒性挥发物的有机液体，进行适当配合而得到所要求的温度。例如：采用酒精加干冰调和可达到・70°C〜0°C间不同温度。室温以上调节的温度要比规定的温度高3-5°C,以补偿从试样取出到冲断时温度的变化。2.检查试验机：指针、螺帽是否过紧过松。将摆锤抬起，空冲1-2次，看指针是否指到零，是否打滑，调节指针松紧螺钉，检查刹车机构是否好用。2.准备试样：将领到的试

7、样擦干净，打上钢印（编号），测量试样尺寸（精确到0.1mm）,并记录。完成后将试样用夹子放入加热器或冷却装置中均3温，保温时间不少于20分钟。3.冲击试验，低温冲击试验从冷却装置中取出后应迅速放在试验机支座上进行试验。为保证操作迅速，在支座上安装简易的试样定位装置，以减少使用样规定位时间。若试样取岀到放好己超过5秒，则不能继续冲击，必须将试样放回加热器或保温瓶中重新保温。注意：安放试样和释放摆锤均由同一人完成，严禁两人合作。所有参加试验的人都不允许在摆锤摆动平面内站立、走动。参加本实验，一定要集中注意力，保持良好

8、秩序。4.冲击完后立即刹车，刹车要轻操作，不要用力太大。5.记录冲击功Ak,将指针拨回，整理数据。参照图3观察冲断试样断口上的韧性断U与脆性断M面积之比，求出脆性断面率。六、实验结果分析1.每一种实验温度下所得的几个试样的Ak值，分别记录，不要取平均值。未冲断的试样，记录英并注明“未冲断”。2.根据试验数据在坐标纸上绘制冲击吸收功一温度曲线；每一温度下试验的几个Ak值要在