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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 8 _4 t% ~ p' P; U0 P/ i) ]! T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 ; I. ~8 b5 t' c- H ?试验温度/ ℃1 H" _8 w% |: p; R 缺口处截面积/ cm2 冲击功/ J- `; R0 ^7 ]5 Y ]/ r 冲击韧性/ ( J·cm - 2)6 X( h. @" O+ E w& ~+ v 17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56 4 j" k. I) C, T6 c: f/ K" D8 - 16 0. 85 51. 25 60. 29! h: }; t6 p( S7 } 21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27" W3 f& s+ H5 T. D8 S 13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66 & Q, I; A* F/ f+ c% H) J- y( e! c2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52 6 F s( n3 S9 H( V- Y20( E8 q) Q, |7 S - 80- ?! X) q* Q7 H7 B4 j3 z2 e 0. 842 K0 y: T) ]' v- A: i! P 16. 66 ; T; p) }' n! l) @; w/ ?19. 836 a( \5 A+ i( ~% f \9 y6 [6 Z8 p" e9 g 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 ℃。 & Q3 A, w6 V) S3 C; `- v; v5 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。 3 ^, G8 S' W4 d( e5 F$ V# L+ ]" a, p; N( b3 h. } M o
* k+ b }. _2 L - S' q5 h* s8 F4 s6 v9 D ; S, ^; p/ z& R' Uvar cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120; 3 P$ n& ~* V, X& Y' `+ ^7 U) k- i5 `: {! w" E3 ]
( T& P+ b& O( F+ H( Z1 }# C& B8 J* `6 C
& I# F3 Z' }# ?% P7 b u2 L4 Z+ d4 o/ I) e( h & Q( m7 l' ]. c$ B4 K( H; P' N* w( e3 B0 E
# `# v# z( m" P) P- q+ C4 e* ~20钢冲击韧性与实验温度的关系曲线 2.力学性能测试( m$ M' ^; I8 Q/ U( w$ O 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4 B4 w' i% V+ d9 ~# i. f 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 + t& g* y0 @8 N" R; 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 / ^2 b6 M: {& g, b& j2 T/ z) E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 - L' r+ }; T7 Q }9 W; 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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