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采用液氮为冷却剂, 以无水乙醇为冷却介质。液氮和无水乙醇的适当调和达到所要求的试验。温度。测温使用低温酒精温度计。试样在冷却介质中保温15min。本试验分7 个试验温度。室温和零度不取过冷度, - 16 ℃和- 32 ℃取过冷度为2 ℃; - 48 ℃、- 64 ℃、- 80 ℃取过冷度为3 ℃。在JB-30A 型冲击试验机上进行系列冲击试验。每个试验温度用3 个冲击试样, 每次冲击,从低温槽中取出试样到冲断用时均不超过3s。 1.3 试验结果及分析 ) i9 ?! k5 e0 b7 }, h1 W
从室温开始, 选了7 个试验温度。所测试样的冲击功、冲击韧性值以及与之对应的试验温度、缺口处的截面积值见表。 各试验温度下的冲击功、冲击韧性值对照表 试样编号 1 T: U6 M# T7 p# V
试验温度/ ℃
; h9 ]' p7 K1 L9 K. h缺口处截面积/ cm2 冲击功/ J 1 v" P2 Y% Q; e+ s
冲击韧性/ ( J·cm - 2) " I" k2 R+ e8 I- {- y
17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56
0 y' ]: q7 W- W; v8 - 16 0. 85 51. 25 60. 29 . t1 \# w5 T+ y C
21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27
, {% X7 }# f( K* e13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66
' O% @, ~( w0 `8 r7 V9 U' r7 T- p j2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52
* \) _% d I, l. |/ u. p20 - P ]; }3 T! N* d$ \* I
- 80
. @- I2 Y& w: L! W$ K' ]$ v0. 84
6 {. k+ h; v; _9 @' {& o+ k+ s16. 66 + K8 |0 t, v$ f+ ^
19. 83
0 D3 W8 Y/ G5 U5 W5 f7 b, C8 ^从室温开始,随着试验温度的下降, 断口形貌发生变化,表面无金属光泽的纤维状断口面积不断减少, 而位于中心, 齐平的、有金属光泽的结晶状断口面积不断增大。由实验数据可得,钢的冲击韧性随温度降低显著减小。所以钢的脆性增加。用能量法测其韧脆转变温度为 -48 ℃。
A9 g8 R0 L S# |/ f4 u在处于韧性状态的材料中,裂纹的扩展必须有外力做功,如果外力停止做功,裂纹也就停止扩展。在处于脆性状态的材料中,裂纹的扩展几乎不需要外力做功,仅在裂纹起裂时,从拉应力场中释放出的弹性能可驱动裂纹极为迅速的扩展。
4 j, W# D' u; q }8 I9 O+ l
" H4 Q* p% E9 Z
1 d7 G( V- y' S) t4 ^1 p* I/ u# Z' t. v: ?0 h* q
4 K: X9 Z4 P, u7 A
var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120;
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: l, u( W; w4 P
2 e4 G( `8 U# w: }5 s0 _( v
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20钢冲击韧性与实验温度的关系曲线 2.力学性能测试 Q0 v" E* I$ u
试件用20钢做成标准的拉伸试样,分别在0℃,-20℃,-40,-60℃等温度下分别测其各种力学性能 2.1 屈服强度和极限强度
& u. ~% @ r0 Y钢材的屈服强度 和极限强度随温度的降低而提高,而且屈服强度的增大速度比极限强度 要快, 理论上, 钢材的断裂强度不随温度的变化而变化。 2.2 弹性模量E
+ J( R2 u8 C% t# U2 b4 Y在一定范围内, 钢材的弹性模量按指数规律单调变化,随着温度的降低, 钢材的弹性模量增大。但是对于常用的结构钢材, 从常温至- 50 ℃的范围内,弹性模量的变化很小, 只有20N/ mm2 左右, 对于实际结构的受力影响很小。 2.3 伸长率和截面收缩率 * P' L: d# @; ^ }$ Q2 M. d! I
钢材的塑性通过伸长率 和断裂截面收缩率 两个指标反映出来, 这两个指标都可以在单轴拉伸试验中获得。随着温度的降低, 钢材的塑性下降。 除温度外,其他影响低温脆性的因素 1.材料性质
3 B0 V9 G: |" R- p$ C0 A/ ]为提供钢结构构件较高的工作可靠度,除钢的强度保证外, 还应有较好的其他工作和工艺技术指标, 如焊接性能、抗脆性能和疲劳性能极限塑性和抗裂纹扩展性能等。材质对脆性破坏的影响, 主要体现在钢材本身的塑性和韧性, 而它们又取决于钢的化学组成晶体结构以及冶炼方法。研究表明, 低合金钢的抗冷脆性能比低碳钢高。 |
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