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冷弯热轧钢在不同温度条件下的冲击试验研究
 

冷弯热轧钢在不同温度条件下的冲击试验研究

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材料的韧性可以用锤式 V 凹槽测试来测量, 这是一种简单的测试材料的健壮性或抗断裂的特点。

脆性故障是最隐蔽的结构故障之一, 没有警告。为了避免这种情况, 应用涉及非常低的工作温度, 反复加载循环, 或广泛的焊接, 必须使我们的强硬材料。坚硬的材料不太可能以脆性的方式失败。

韧性可以用锤式 V 切口测试来测量。测试涉及用已知重量的摆动锤撞击缺口试样, 计算试样在撞击过程中吸收的能量, 并观察断口表面。

这段视频将说明如何执行的冲击 V 切口测试和分析结果。

坚韧的材料是坚硬的和韧性的。在失败之前, 它能吸收比不那么坚硬的材料更多的能量。随着材料的化学成分的改变, 材料的加工和加载情况的变化会导致材料韧性的变化。

这是用来预测材料是否会在服役中以脆性或韧性的方式表现。每个测试标本都有标准尺寸的 V 型凹槽, 用于显著增加局部应力。在测试过程中, 试样在试验机中得到了支持, 其缺口与加载方向的距离有关。一个已知重量和高度的锤子摇摆, 击中标本。试样的缺口侧经历了张力。这会导致裂纹通过试样的厚度传播到失效。

锤的势能随着它向试样摆动而变成动能。当锤子击中试样时, 少量的能量被吸收。在撞击试样之前和之后, 势能的变化可以计算清楚锤的高度。锤所失去的能量等于试样所吸收的能量。在失效过程中吸收的能量表明了材料的韧性。这与应力-应变曲线下的区域有关, 具有最难吸收高应力和高应变的材料。

锤式 V 型切口冲击试验值对特定测试条件是准确的, 但也可用于预测材料的相对行为。

在下一节中, 我们将用冲击式 V 切口撞击试验来测量两种不同钢材在高温和低温下的韧性。

注意: 这个实验涉及重型运动部件和极端温度。在测试过程中遵循所有安全准则和程序。在试验日之前, 将所需材料的试样加工到标准尺寸进行摆锤试验。

对于这个演示, 我们将测试两种不同类型的钢材, ASTM A36 和 C1018。要准备标本, 用冷盒子冷却每一个金属标本的40摄氏度。用热板将每块金属的另一试样加热到摄氏200摄氏度。在室温下保存第三组标本。

现在, 准备测试机。首先, 检查锤子的路径是否有障碍物, 然后提起锤子直到闩锁。保护锁以防意外释放锤子。确认区域是否清晰, 然后取下锁并按下拉杆松开钟摆。锤子应该自由地摆动与非常少许摩擦, 因此可忽略的能量丢失如指示在表盘。使用休息停止钟摆, 这样你就可以要道锤子, 然后用钳子把一个标本放在铁砧上, 从撞击一侧的缺口。

当标本准备就绪时, 将机器上的表盘设置为300英尺磅。再次确认该区域是明确的, 然后释放钟摆。锤子会撞击试样, 当它在相反的一侧摆动时, 移动表盘以指示试样吸收的能量量。记录测量值, 然后使用机器断点停止锤摆动。参与休息将使测量读数无效, 因此在应用中断后不要阅读。

一旦钟摆停止, 检索标本, 并确定有纤维纹理的骨折的脸面积的百分比。对剩余的示例重复测试过程。当你完成最后的测试后, 把锤子放在下一位置。

现在, 看看结果。

比较每个温度组中以面为中心的立方材料的代表性样本。这些样品在测试的温度范围内几乎没有变化。

现在, 比较每个温度组的体中心立方材料的样品。在高温下测试的样品显示出更多的延性和塑性变形, 而低温组的样品则显示脆性断裂的迹象。

通过将吸收的能量绘制成试样温度的函数, 可以看出过渡到脆性破坏的过程。对于以体为中心的立方材料, 在高温下, 在低温下的低高原和中间的过渡区, 有明显的上层高原。以面为中心的立方材料在降低温度下不显示相同的过渡。

现在, 你欣赏的冲击 V 凹槽撞击试验, 用于预测在服务中的材料韧性, 让我们来看看它是如何应用于确保健全的结构每天。

极端的温度环境, 如空间探索, 在一个大范围内的温度变化, 以及狗雪橇, 在那里气温降到低于零, 需要强硬的材料。

一个特别重要的应用是在桥梁设计, 其中钢材需要符合 ASTM 标准, 其中包括低和高温的冲击极限.

你刚刚看了朱庇特对冲击试验的介绍。你现在应该了解如何在各种温度下对材料进行冲击试验, 以及这些结果与材料韧性的关系。

谢谢收看!

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