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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
# a+ S/ E6 G. Q8 B }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
( ^# y1 g& D' j0 M1 [试验温度/ ℃
7 e* e; i* R5 n, F5 H缺口处截面积/ cm2 冲击功/ J 0 r. R1 e" _! }+ }
冲击韧性/ ( J·cm - 2) # v( S/ T: A+ }. q. S
17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56
1 h3 V' i& Z) V- @8 - 16 0. 85 51. 25 60. 29
8 N+ k$ ^. c6 E \8 C2 {& X- n& T21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27
) I* d0 u) j+ x$ U2 m: n) q6 b$ c13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66 & ~6 m) X1 |4 n$ E& ~
2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52 # h% e/ C& ~9 a% ^5 g3 e
20 8 [ S5 p I6 x/ J) v5 v! v
- 80
6 Y1 F' Y6 `) N% y0. 84
Q9 K( o. |/ V16. 66
- y, y D* g9 u6 X3 ?0 `4 {19. 83 % P R+ I6 V' M& ^- ^( c
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 ℃。 ! Y; w+ u. l7 V `7 K$ I
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。
2 o. [! R" L" i, i' y. W( K
3 U+ X0 ?9 ]5 |& T0 @( O
4 m- h9 N, S4 A& Y! L+ e; T2 H F3 R+ Z6 J
) d: }% l) w0 L- y2 B
var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120;; Q$ R3 m! e. I: _9 F
$ K1 d: N. k# B% A9 Y. z& b
$ u" E8 u ^( X( j$ A! p
! Q' Z" J5 I/ ?; v
1 V# S: C2 N6 |/ U; Z
6 m: R2 d0 x4 U$ w* N, B5 D- `
& z4 u4 U, y( U3 Q O) k3 g' l+ ]" c/ E7 {" A/ E
! F# m$ G1 {8 P+ I8 r 20钢冲击韧性与实验温度的关系曲线 2.力学性能测试 ' b0 x0 d0 u' o2 p1 j7 W$ w
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 , b, h. j+ W+ a) m
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
: ?3 K+ s) _! U( _+ v% d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
! M9 L" X# v' r5 m. S# Q. b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
; @: N/ l3 b7 Q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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发表于 2017-7-14 09:09:05
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