实验六 冲击试验
一、实验目的
1、测定低碳钢、铸铁的冲击韧度αk,了解金属在常温下冲击韧性指标的测定方法。
2、观察塑性材料与脆性材料受冲击破坏时的断口情况,并进行比较。
二、实验仪器设备
JB-30型摆锤式冲击试验机 游标卡尺
三、实验原理
在理想情况下,构件在冲击荷载作用时,其积蓄的应变能在数值上等于冲击力所作的功,因此,衡量材料在冲击荷载下力学性能好坏所用的指标,应该是材料破坏时冲击力所作的功,通常称其为材料的冲击功,工程中通常用每单位断口面积冲击力所作的功来表示,称为材料的冲击韧度αk。通过冲击试验来测定的。由于试件尺寸、缺口形状和支承方式将影响冲击韧度αk的大小,因此,试验必须遵照国家标准,试验结果才有比较意义。本试验按“金属夏比(V型缺口)冲击试验方法”(国标GB229-2007)进行。
冲击试验机由摆锤、机身、支座、度盘、指针等几部分组成。试验时将有缺口的试件安放在试验机的支座上,并使缺口位于试件的受拉侧,摆锤从一定高度自由下落,将试件冲断。
由功能原理可知,试件被冲断时所吸收的功W1=Q(H-H1),实际上摆锤在上升和下落过程中,由于空气阻力和轴承摩擦等因素的影响要消耗一部分能量W2,因此试件被冲断时实际所吸收的功W= W1-W2,冲击试验机度盘上的标尺,已按W= W1-W2换算,所以冲断试件所吸收的功可直接从试验机刻度盘上读出。弯曲冲击时的冲击韧度可由下式得到αk=W/A,式中W是试件冲断时实际所吸收的功,A为试件缺口处横截面积。冲击韧度αk对温度的变化很敏感,当材料处于低温条件下,其韧性下降,材料会产生明显的脆性化倾向,常温冲击试验一般在20˚C ±5˚C的温度下进行,当温度不在这一范围内时,应注明试验温度。
四、操作规程
1、记录室温;
2、测量试件尺寸,用游标卡尺测量试件缺口底部处横截面尺寸;
3、试验机准备
打开电源及手控盒电源,将摆锤抬起,指针拨至最大值,按冲击键空打一次,检查刻度盘上的指针是否回到零点,否则应进行修正;
4、安装试件
稍抬摆锤,并将其置于支架上。将试件放在冲击机的支座上,紧贴支座,缺口朝里,背向摆锤刀口,并用对中样板使其对中;
5、进行试验
(1)把指针推到最大位置,按手控盒取摆键,摆锤抬高,待听到锁住声响后方可慢慢松手;
(2)注意检查摆锤摆动范围内是否有人或其他障碍物。只有在看清楚没有任何危险的情况下,才能按手控盒退销键、冲击键,摆锤下落,待回摆后,将手控盒上的放摆键按住到摆锤回落到中间位置再松手,摆锤即停;
(3)记录读数、取下试件。
6、机断掉电源。
五、实验记录