金屬材料系列沖擊實驗與低溫脆性

1、金屬材料系列沖擊實驗與低溫脆性金屬材料系列沖擊實驗與低溫脆性陳國滔材科09540930366一、一、實驗目的實驗目的1.了解材料韌性的特點及沖擊實驗對材料韌性檢測的效果；2.通過測定低碳鋼、工業(yè)純鐵和T8鋼在不同溫度下的沖擊吸收功，觀察比較金屬韌脆轉變特性；3.學習低碳合金鋼韌脆轉化溫度的測定方法通過結合夏比沖擊實驗歸納找出降低金屬韌性的致脆因素。二、二、實驗原理實驗原理1.1.金屬夏比沖擊實驗原理金屬夏比沖擊實驗原理夏比沖擊實驗是將具

2、有規(guī)定形狀、尺寸和缺口類型的試樣，放在沖擊實驗機的試樣支座上，使之處于簡支梁狀態(tài)。然后用規(guī)定高度的擺錘對試樣進行一次性打擊，實質(zhì)上就是通過能量轉換過程，測量試樣在這種沖擊下折斷時的沖擊吸收功。試樣的沖擊吸收功在實驗中用擺錘沖擊前后的位能差測定如下所示：=?1=1=(1?cos)=2=(1?cos)A—擺錘起始位能A1—擺錘打擊試樣后的位能。如不考慮空氣阻力及摩擦力等能量損失，則沖斷試樣的吸收功為：=(cos?cos)F—擺錘的重力，N；

3、L—擺長(擺軸至錘重心之間的距離)，mm；α—沖擊前擺錘揚起的最大角度，弧度；β—沖擊后擺錘揚起的最大角度，弧度。2.2.鋼鐵韌脆轉變溫度原理鋼鐵韌脆轉變溫度原理脆性斷裂是一種快速的斷裂，斷裂過程吸收能量很低，斷裂前及伴隨著斷裂過程都缺乏明顯的塑性變形。而對于bcc結構的鋼鐵，在一個有限的溫度范越尖銳，值越小，材料表現(xiàn)的脆性越大；③工具顯微鏡（型號）；15④控溫及測溫儀器：加熱用電爐和保溫瓶溫度計；⑤介質(zhì)：酒精，水，液氮；⑥其他器材：鑷

4、子。四、四、實驗設備參數(shù)實驗設備參數(shù)1.1.鋼鐵鋼鐵：低碳鋼含碳量從0.10％至0.30%，工業(yè)純鐵含碳量在0.04%以下，T8屬于碳素工具鋼，含碳量＞0.7%2.2.實驗沖擊機實驗沖擊機，最大打擊能量分別為300J（10J）和15OJ(10J)兩檔，打擊瞬間擺錘的沖擊速度在5.0～5.5ms之間，這些均符合GBT2291994標準的要求。其他技術條件應符合GB3808規(guī)定，并應定期按JJG145檢定。3.3.測溫儀器測溫儀器，高溫沖擊

5、實驗時，一般采用熱電偶測溫，低溫沖擊實驗時，一般采用最小分度值不大于1℃的玻璃溫度計。測溫儀器(數(shù)字指示裝置或電位差計)的誤差應不超過0.1%。熱電偶參考端溫度應保持恒定，偏差應不超過0.5℃。4.4.介質(zhì)介質(zhì)：在高溫或低溫沖擊實驗中，可使用各種方法加熱或冷卻試樣，實驗用介質(zhì)應安全、無毒，不腐蝕金屬。使用的介質(zhì)如下所示：實驗溫度(℃)介質(zhì)200空氣加熱200一35高溫油10一0水冰0一70乙醇干冰70一150無水乙醇液氮使用液體介質(zhì)加熱