弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定

弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定 一、 实验目的 1. 掌握低温下金属冲击韧性测定的操作方法。 2. 了解温度对金属冲击韧性的影响及确定脆性转变温度TK的方法。 二、 实验要求 1. 熟悉冲击试验机的操作规程，注意安全。 2. 不得用手指直接触摸断口，冷试样要用钳子夹。 3. 根据材料及组织状态来选规程的摆锤，及时记录数据。 4. 仔细观察断口形貌，粗略判断断裂性质，记录断口草图。 三、 实验设备及试样 1. 设备、仪器 （1）摆锤式冲击试验机 （2）冷却装置（冷却介质为酒精加丙酮） 2. 试样 试样为GB/T229-1994 规定10×10 夏氏V 型缺口试样，如图3.1 所示。材料为45号钢。 图3.1 10×10 标准夏氏V 型缺口试样 四、 实验原理 将不同温度的试样水平放置在试验机支座上（缺口位于冲击相背方向），用有一定高度H1 和一定质量m 的摆锤（即其具有一定位能mgH1）在相对零位能处冲断试样，摆锤剩余能量为mgH2,则测得摆锤冲断各不同温度试样失去的位能，即为试样变形和断裂所消耗的冲击吸收功AKV，从而反映温度对金属材料的冲击韧性的影响。 13 图3-2 冲击试验原理 1-摆锤  2-试样 五、实验步骤 1. 制备低温介质。其温度应比实验温度低3℃，以补偿试样从取出到冲断时温度的回升。实验温度遵照GB2106-80 和GB4159-84 技术标准规定，为室温到-75℃范围内的六种温度。 2. 冷却试样。试样放入低温介质后，保温时间不应少于15分钟。 3. 检查试验机，校正指针的零点位置。 4. 安装低温试样。用特制夹子将试样自保温瓶取出放置到冲击试验机支座上，要求动作迅速准确。（事先可以多次练习以达到要求） 5. 进行冲击试验。 6. 冲完后立即读取，记录冲击功AKV 值，将指针拨回零位。 7. 找回冲断试样，观察截面断口上各区，并估算各区的面积比。 六、 实验注意事项 1. 谨防人身安全事故。参加实验人员一定要集中注意力，保持良好秩序。所有人员不得进入摆锤摆动平面内及规定的危险区域。低温试样冲断后不要立即用手拿，以免冻伤。 2. 试样从取出到放置好的时间不得超过5s，若已超出，应放回保温重做。 3. 试样放置需紧贴支座，缺口位于支座中心。 七、 实验 1. 简述实验原理及实验操作。 2. 记录实验数据，并填入如下实验数据记录3-1。 表3-1 弯曲冲击实验 试样材料   实验设备   实验时间   组 别 温度 冲 击 功 AKV/J 1 2 3 4 5 6 平均值                                                                                                                                                 3. 作出AKV-T 曲线。（根据实验数据在坐标纸上绘制） 4. 由AKV-T 曲线确定脆性转变温度TK（℃）值。（采用能量法准则，即求出AKV=20.3J 对应的温度V15TT） 八、 分析思考 1. 温度对金属材料的冲击韧性的影响趋势。 2. 冲击韧性与断口形貌的关系。 参考文献 1. 工程材料力学性能，束德林主编，机械工业出版社 2. GB/T229-1994 《金属夏比（缺口）冲击试验方法》 3. GB/T12778-1991《金属夏比冲击断口测定方法》 4. GB4159-84 《金属低温夏比冲击试验方法》