《金属力学性能测试》课件-冲击试验

1.冲击试验概述和影响因素《金属力学性能测试》冲击载荷场景起落架锻锤凿岩机冲击试验发展历程冲击试验自1905年左右问世由法国工程师夏比(Charpy)建立起来；夏比试验：试样在三点弯曲受力状态下的简支梁式冲击弯曲试验；美国过去习惯采用夏比钥匙孔型试样作为工业性试验；钥匙孔型试样的问题：不太适宜确定脆性转变温度；ASTM美标规范的改变：1968年以后改用标准夏比V型缺口试样；目前常用的试样类型：夏比V型缺口冲击试样和U型缺口冲击试样；英美和西欧等国家用夏比V型缺口冲击试样较多。中国的冲击试验国家标准1963年制定了GB229--1963GB/T229-1994GB/T229-2007GB/T229-2020夏比冲击试验金属冲击试验01夏比冲击试验02艾氏冲击试验03落锤冲击试验夏比冲击试验金属夏比冲击试验是应用最广泛的一种测定金属材料韧性的传统力学性能试验，也是评定金属材料在冲击载荷下韧性的重要手段之一。冲击试验的应用01材料的选择和新材料的研制02冶金产品质量的检查和控制03对冶金产品加工工艺质量的监督04评定金属材料在各种条件下的冲击韧性05估测构件的寿命与可靠性影响冲击试验结果的主要因素（一）与材料有关的因素夹渣偏析裂纹影响冲击试验结果的主要因素（二）与样品取样和制备有关的因素试样的尺寸样品的取样方向缺口的加工质量影响冲击试验结果的主要因素（三）与试验机有关的因素标准试样的冲击刀刃和支座试验机的精度影响冲击试验结果的主要因素（四）与试验过程有关的因素试验温度试样与摆锤、支座及砧座的相对位置V型缺口试样对中夹钳2.冲击试验原理、试样和设备《金属力学性能测试》冲击试验原理、试样和设备受冲击载荷的构件空间飞行器受陨石的撞击；飞机降落时起落架与地面的碰撞；汽车驶过凹坑和凸起；利用冲击能量来工作的构件锻锤；冲床；凿岩机；铆钉枪等等；冲击试验原理、试样和设备冲击载荷特性冲击载荷加载时间短，加载速率高；有时利用，有时避免；在冲击载荷作用下，同样存在弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。冲击试验原理、试样和设备冲击试验的应用评定原材料的冶金质量；控制热加工工艺质量；评定材料在不同问付下的脆性转化趋势；确定应变时效敏感性；作为材料承受大能量冲击时的抗力指标或作为评定某些结构件寿命与可靠性的性能指标。冲击试验原理、试样和设备冲击试验原理冲击试验的分类很多，从实验温度条件来分可分为高温冲击、室温冲击和低温冲击三类。从受力形式来分，又可分为拉伸冲击、弯曲冲击、扭转冲击和剪切冲击等四类。在弯曲冲击试验中又可分为简支梁冲击（夏比冲击试验）和悬臂梁冲击（艾氏冲击试验）。冲击试验原理、试样和设备冲击试验原理冲击试验原理、试样和设备冲击试验原理将待测定的材料先加工成标准试样，然后在试验机支座上，将具有一定重量G的摆锤举至一定高度h₁，使其具有一定势能G₁，然后将其释放，在摆锤下落最低位置处冲断试样，摆锤冲断试样时失去的能量即为试样的冲击吸收能量，用K（U型缺口时为KU，V型缺口时为KV）表示。因摆锤剩余的能量使摆锤扬起h₂高度，于是：K=Gh1-Gh2=G（h1-h2）冲击试验原理、试样和设备冲击试验原理其单位用J表示。当用试样缺口处的原始横截面积AN去除试样在冲击破坏过程中所吸收的能量K（U型缺口时为KU，V型缺口时为KV）时，即得到所谓冲击韧度ak。冲击试验原理、试样和设备冲击试验原理式中K——试样在冲击破坏过程中所吸收的能量，J；——试样的缺口处的原始横截面积，mm²。——冲击韧度，kJ/m²、J/cm²。冲击试验原理、试样和设备冲击试验原理动画冲击试验原理、试样和设备冲击试样冲击试验原理、试样和设备冲击试样V型缺口夏比冲击试样冲击试验原理、试样和设备选择试样类型的原则依据试验材料的产品技术条件、材料的服役状态和离力学性能；一般情况下，尖锐缺口和深缺口试样适用于韧性较好的材料。冲击试样试样类型和小尺寸试样冲击试验原理、试样和设备当试验材料厚度＜10mm，可采用宽度7.5mm或5mm等小尺寸试祥。其中5mm×10mm×55mm试样常用于薄板材料的检验。冲击试样试样类型和小尺寸试样冲击试验原理、试样和设备焊接接头冲击试样的形状和尺寸与相应的标准试样相同，但其缺口轴线应当垂直焊缝表面。冲击试样试样类型和小尺寸试样冲击试验原理、试样和设备样坯切取应按相关产品标准或GB\T2975执行，避免过热或冷加工硬化。试样开切口的目的是为了在缺口附近造成应力集中，使塑性变形局限在缺口附近不大的体积范围内，并保证试样一次就被冲断，使断裂就发生在切口处。缺口深度、根部曲率半径及角度决定缺口附近应力集中程度，从而影响该试样的吸收能量，制备应特别仔细。冲击试样试样制备冲击试验原理、试样和设备需热处理的样品，应在最后精加工之前进行热处理；试验前应对试样进行适当标记，标记位置应尽量远离缺口，且不得标在与支座、砧座或摆锤刀刃接触的面上，试样标记应避免对冲击吸收能量的影响。冲击试样试样制备冲击试验原理、试样和设备冲击试验机冲击试验机是指对试样施加冲击试验力进行冲击试验的设备。按显示方式分为：度盘显示、液晶显示、微机显示；按自动化程度分为：手动、半自动、全自动冲击试验机；冲击试验原理、试样和设备冲击试验机按试验材料分为：金属试验机（主要是各种金属的冲击性能测试，通常冲击能量较大）和非金属试验机（各种塑料、橡胶的冲击性能测试，通常冲击能量较小）；按结构分为：简支梁冲击试验机和悬臂梁冲击试验机；按试验方式分为：落锤冲击试验机和摆锤冲击试验机；冲击试验原理、试样和设备冲击试验机由机架、摆锤、砧座、指示装置及摆锤释放、制动和提升机构等组成；分类：摆锤刀刃半径：2mm、8mm送样方式：手动送样、自动送样指示装置：表盘式、数显式8mm摆锤刀刃冲击试验原理、试样和设备冲击试验机由机架、摆锤、砧座、指示装置及摆锤释放、制动和提升机构等组成；分类：摆锤刀刃半径：2mm、8mm送样方式：手动送样、自动送样指示装置：表盘式、数显式2mm摆锤刀刃冲击试验原理、试样和设备冲击试验机类型全自动冲击