金属材料及热处理技能与实训3 冲击韧性的测试实训教学任务书.docx

实训任务名称：冲击韧性的测试课程金属材料基础情境模块一走进材料 项目1金属材料的性能与检测课时：地点一、实训任务及目的介绍实训任务通过教师讲解、现场操作演示、阅读实践与训练工作页等学习，测定低碳 钢和铸铁两种材料的冲击韧性，掌握夏比冲击试验试样的制备，熟悉试验机组 成和基本操作方法，规范操作养成良好职业习惯实训目的1、掌握冲击试验机的结构及工作原理；2、能完成冲击试验机的操作，测定金属材料的冲击韧性值。二、相关理论知识1、冲击韧性试验简介衡量材料抗冲击能力的指标用冲击韧性来表示。测试材料冲击韧性指标的 实际意义在于揭示材料的变脆倾向，两种应用最广泛的、测量钢材出现裂纹可 能性指标的测试试验为简支梁冲击试验（又称夏比冲击Charpy Impact）和悬臂 梁冲击实验（又称Izod冲击试验）。说明：悬臂梁冲击实验（又称Izod冲击试验）现在已经很少使用，它是在 圆棒形试样上开圆形切口，然后用已知重量的落锤击打试样。冲击韧性的测量标准主要有ISO国际标准（GB参照ISO）及美国材料ATSM 标准，GB标准，GB/T12778-2008金属夏比冲击断口测定方法和GB/T229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法，ATSM标准为D-256标准，具体区分如下:GB:试件在一次冲击实验时，单位横截面积(m2)上所消耗的冲击功(J), 其单位为MJ/m2oATSM:它反映了材料抵抗裂纹扩展和抗脆断的能力，单位宽度所消耗的功， 单位为J/m。冲击试验是在试验机上对一定形状的金属试样施加冲击载荷，在冲击试验 中需要测出的只是冲击断试样所消耗的能量，即冲击功G(hHi2),而将G(hh2) 除以试样缺口处的截面积，可得冲击韧性值ak。在一般情况下，冲击功可在试验机刻度盘上直接读出，而冲击韧性值通过G(4 - -)公式ak二F僦 来计算。冲击韧性值ak愈大，表示材料的冲击韧性愈好。2、夏比冲击试验设备及标准试样制备(1 )夏比冲击试验设备摆锤式冲击实验机，其基本构造由机座、摆锤和指示系统三部分组成。试 样冲断后，可直接从刻度盘上读出冲击韧性值而或aKVo试验机的标准最大打击能量为300J和150J (30kgfm和15kgf-m)o实验时 一般在最大打击能量的10Q90%范围内使用。(2)标准冲击试样试样严格按GB/T 229-2007规定要求制作，标准尺寸冲击试样长度为55mm, 横截面为10nlmX 10m方形截面。在试样长度中间有V型和U型缺口，其尺寸和 偏差应符合GB/T 229-2007规定要求，如图13所示。缺口底部光滑，没有与 缺口轴线平行的明显划痕。毛坯切取和试样加工过程中，不应产生加工硬化或 受热影响而改变金属的冲击性能。脆性材料可以采用不带缺口的10 X 10 X 55mm 的试样。图 1-13冲击试样a) V型缺口b) U型缺口注：符号1、h、w和数字15的尺寸见标准要求。三、实训项目操作L试验检查：(1)试验前应先检查试样尺寸和表面质量是否符合国标要求；检查摆锤空打时 被动指针是否指零位，而且其偏离误差不应超过最小刻度的四分之一。2、试验准备：根据估计材料冲击韧性选择试验机摆锤和表盘。扬起摆锤，扳紧操纵手柄，将指针拨至该机最大刻度位置。安装试样，试样的位置应紧贴支座，使摆锤的刃口打击在背向缺口的一面。 试样缺口对称面应位于两支座对称面上。3、开动试验机：拨动操纵手柄(或按电钮)，进行冲击。4、观察停机记录：试样击断后，立即制动摆锤，待停止摆动后，从刻度盘上读出指针指示数值，经计算得到冲击韧性值ak。5、实验纪录及数据处理：填写实验报告并计算得到冲击韧性值ak.试样材料尺寸(cm)F (cm2)Ak (J)ak (J/ cm2)断口状态四、检查与评价1、描述夏比冲击试验基本原理及应用范围（配分20分）考核要素及评分点配分得分试验基础原理能描述夏比冲击试验基本原理10能指出并认识试验机各组成部分及其作用102、试验机操作及数据处理（配分80分）考核要素及评分点配分得分试验操作能按照标准要求进行试验准备，安装试件20按步骤进行冲击试验（加载、观察、关机）20数据处理能按照要求观察并记录参数20能按照测量记录参数进行计算20