示波冲击试验功能与应用..ppt

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1、应用和功能示波冲击试验机技术中心Duguqiurao讲座的目的本讲座主要介绍示波冲击试验机功能和在材料检验方面的应用，希望对有这方面需求的技术人员有点用处。欢迎技术人员充分使用，发挥示波冲击试验机卓越的功能，使其物尽其用！冲击载荷的断裂行为如金属快速成型（冲压)，爆炸，军事装甲，结构抗震等方面。材料和结构要承受冲击载荷，它的变形是一个动态过程，因为其持续时间较短并且伴随着较高的应变率，而材料在不同应变率的作用下通常表现出不同的力学特性，如硬化特性以及延展性等。冲击对于人们了解材料在不同应变率下的力学行为提出了一种简便易行的方法。材料的韧性韧性可分为断裂韧性和冲击

2、韧性断裂韧性是表征材料抵抗其内部裂纹扩展能力的性能指标冲击韧性是对材料在高速冲击负荷下韧性的度量。两者存在着内在的联系材料的断裂1、按照断裂前有无明显的塑性变形分为：韧性断裂、脆性断裂。韧性断裂——断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑变的断裂过程。断裂过程较慢，消耗大量的塑性变形能。断口的特征——纤维状（众多细微裂纹不断扩展和相互连接造成）、暗灰色（纤维状断口对光的反射能力很弱）。材料的断裂脆性断裂——断裂前及断裂过程中基本上不产生明显宏观塑变的断裂过程。没有明显预兆，裂纹的扩展速度往往很快，具有很大的危险性。断口的特征——断口一般与正应力垂直，宏观上比较齐平光亮，

3、常呈放射状或结晶状。材料的断裂2、按晶体材料断裂时裂纹扩展的途径分为：穿晶断裂、沿晶断裂。穿晶断裂——断裂过程中裂纹穿过晶粒内部的断裂过程。穿晶断裂特点:可以是韧性断裂，可以是脆性断裂。材料的断裂沿晶断裂定义——断裂过程中裂纹沿晶界扩展的断裂过程。沿晶断裂特点——绝大多数为脆性断裂。断口的特征——一般呈结晶状（冰糖状）。材料的断裂3、按照微观断裂机理分为：解理断裂、剪切断裂（纯剪切断裂、微孔聚集型断裂）。解理断裂与剪切断裂是两种不同的微观断裂方式，是材料断裂的两种重要机理。材料的断裂解理断裂定义——在正应力的作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆

4、性穿晶断裂称为解理断裂。解理断裂的微观断口应该是极平坦的镜面，但是实际的解理断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成的。这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。断口的特征——解理台阶、河流花样和舌状花样。解理断裂的特点：1主裂纹清晰；2晶粒内无变形；3裂纹多萌生于晶界；材料的断裂剪切断裂：材料在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离断裂。可分为纯剪切断裂和微孔聚集型断裂。材料的断裂微孔聚集型断裂——是韧性断裂的普遍方式。断裂过程包括微孔的形核（第二相碎裂与基体界面脱离）、长大（大量位错进入微孔）、聚合（相邻微孔连接,形成微裂纹）直至断裂（微裂纹在

5、尖端应力集中作用下与主裂纹连通）。微孔也可产生于晶界，或孪晶带等处，只是相对地说微孔萌生较迟些。材料的断裂微孔聚集型断裂断口的特征——宏观上常呈暗灰色、纤维状，微观上则为大量的韧窝。韧窝大小取决与第二相的大小及间距，一般来说间距小，韧窝也小。韧窝的深度取决与材料的塑性好坏，一般来说，塑性好，韧窝较深。材料的断裂4、按作用力的性质和断裂面的取向分为，正断、切断。断裂可分为三个阶段：裂纹萌生、裂纹扩展、和失稳断裂。静荷载动荷载静荷载：荷载由零缓慢增长至最终值，然后保持不变。构件内各质点加速度很小,可略去不计。动荷载：荷载作用过程中随时间快速变化，或其本身不稳定（包括

6、大小、方向），构件内各质点加速度较大。静荷载动荷载的一般界定实践中发现:1.材料的力学性能有时与变形速率有密切关系，一般相对变形速率在10-4-10-2/秒范围内，性能变化不明显，可按照静载处理。2.若相对变形速率大于10-2/秒，力学性能将发生显著变化，韧性下降，材料变脆。可按照动荷载处理。动载荷静载荷--强度、屈服的差别尽管冲击速度很快，但是弹性变形以声速传播，冲击速度对弹性变形没有影响。对弹模也没有影响但是很快的冲击速度使塑性变形不均匀，当某些金属的滑移系、滑移面原子密度和滑移方向原子数目较多时，塑性变形任然会产生，塑性变形从一处转移到另一处，会使变性增加

7、，同时产生形变硬化，使冲击力增强，从而导致冲击裂纹形成功自增加。同时动载荷的强度也高于静载荷的强度影响冲击韧性的因素--晶体结构1.晶体结构因素：体心立方金属及其合金或某些密排六方晶体金属及合金,存在低温脆性，面心立方金属及其合金一般不存在低温脆性。体心立方金属的低温脆性可能和迟屈服现象有密切关系。所谓迟屈服是指当用高于材料屈服极限的载荷以高加载速度作用于体心立方结构材料时，瞬间并不屈服，需在该应力下保持一定时间后才发生屈服。温度越低，持续的时间越长，这就为裂纹的发生和传播造成有利条件。中、低强度钢的基体是体心立方结构的铁素体，故都有明显的低温脆性。影响冲击韧性

8、的因素--晶体结构2.位