2023年冲击实验报告.pdf

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1、一、实验目的1、观测分析低碳钢材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌。2、测定低碳钢材料的冲击韧度？k 值。3、了解冲击实验方法。二、实验设备液晶全自动金属摆锤冲击实验机，游标卡尺。三、实验材料本实验采用g b /t 2 2 9?1 9 9 4标准规定的1 0 m m?1 0 m m?5 5 i r u n u形缺口或v形缺口试件。四、实验环节及注意事项1、测量试件缺口处尺寸，测三次，取平均值，计算出横截面面积。2、检查回零误差和能量损失：正式实验开始前在支座上不放试件的情况下 空打一次：（1）取摆：按 取摆 键，摆锤逆时针转动；（2）退销：按 退销 键，保险销退销；（3）冲击：按 冲击”键，挂

2、/脱摆机构动作，摆锤靠自重绕轴开始进行冲击；（4）放摆：按 放摆 键，保险销自动退销，当摆锤转至接近垂直位置时便自动停摆；（5）清零：按 清零”键，使摆锤角度值复位为零。注意：必须在摆锤处在垂直静止状态时方可执行此动作。第一次 空打 后显示屏上显示的空打冲击吸取功n 1即为回零误差，此值经校正后应不大于此摆锤标称能量值的0.1%。3、正式实验：按 取摆 键，摆锤逆时针转动上扬，触动限位开关后由挂摆机构挂住，保险销弹出，此时可在支座上放置试件（注意试件缺口对中并位于受拉边）。然后顺序执行以上 取摆、退销、冲击、放摆 动作。显示屏上将显示该试件的冲击吸取功和相应的冲击韧度。4、摆锤抬起后，严禁在摆

3、锤摆动范围内站立、行走和放置障碍物。1?n 6?n l?,此值应不大于此摆锤标称能量值的1 0五、实验数据记录及结果解决篇二：冲击实验报告冲击实验报告一.实验目的1.掌握常温下金属冲击实验方法；2.了解冲击实验机结构、工作原理及对的使用方法。实验设备j bw-3 0 0 冲击实验机及20#钢试样和4 Ocr试样。三.实验原理：冲击实验是根据许多机器零件在工作时受到冲击载荷作用提出来的。冲击载荷是动载荷，它在短时间内产生较大的力，在这种情况下往往对材料的组织缺陷反映更敏感。在冲击实验中，我们认为材料存在截面突变、即缺口，冲击动能在零件内的分布是不均匀的，在缺口处单位体积内将吸取较多的能量，从而使

4、该处的应力、应变值增大。因此，ak或 ak值都是代表材料缺口敏感度。冲击载荷与静拉伸 的重要区别在于加载速度不同。拉伸速度一般在10-4 10-2mm/s,而冲击速度为1 02 1 04mm/s ,静载荷作用于构件，一般不考虑惯性力的影响，而冲击载荷作用下惯性的作用不可忽视。四、试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次实验采用u型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据gb/t229 1994规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状、尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑、无与缺口轴线平行的明显划痕。五、实验原理冲击实验运用的是能量守恒原理，即冲击试

5、样消耗的能量是摆锤实验前后的势能差。实验时，把试样放在图1 2 的b 处，将摆锤举至高度为h 的 a 处自由落下，冲断试样即可。搜锤在a 处所具有的势能为：e=g h=gl(1-cosa)(1 1 )冲断试样后，摆锤在c 处所具有的势能为：e 1 =g h=g 1 (1 c o sf)(1-2)势能之差e-e 1 ,即为冲断试样所消耗的冲击功a k:a k =e-e l =g l (co s p -co s a)(1-3)式中，g为摆锤重力(n);1为摆长(摆轴到摆锤重心的距离)(m m);a为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；B为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。图1一3冲击实验原理图六、实验环节1

6、 .测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。2 .根据估计材料冲击韧性来选择实验机的摆锤和表盘。3 .安装试样。4 .进行实验。将摆锤举起到高度为h处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。5 .登记表盘上所示的冲击功a k u值.取下试样，观测断口。实验完毕，将实验机复原。6 .冲击实验要特别注意人身的安全。七、实验结果解决1 .计算冲击韧性值a k u .a k us O a k u =(j/c m 2)(1 -4)式中，a k u为u型缺口试样的冲击吸取功(j);s O为试样缺口处断而面积(c m 2)。冲击韧性值a k u是反映材料抵抗冲

7、击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸、缺口形状、实验温度等的变化而不同。2 .比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸取的功。观测破坏断口形貌特性。篇三：金属系列冲击实验报告金属系列冲击实验报告实验目的1 .了解摆锤冲击实验的基本方法。2 .通过系列冲击实验，测定低碳钢、工业纯铁和t 8钢在不同温度下的冲击吸取功，拟合三种金属韧脆转变温度。二.基本原理：韧性是材料承受载荷作用导致发生断裂的过程中吸取能量的特性。冲击吸取功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸取。摆锤的起始高度与它冲断试样后达成的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消

8、耗的能量，试样吸取的功称为冲击功（ak）。采用系列冲击实验，即测定材料在不同温度下的冲击吸取功，可以拟定其韧脆转变温度，即当温度下降时，由韧性转变成脆性行为的温度范围，在 a k-t 曲线上表现为a k 值显著减少的温度。曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占5 0%时的温度称为韧脆转变温度（d b tt）。当断上结晶或解理状脆性区达成5 0%时，相应的温度称为断口形貌转化温度（fa t t）o脆性断裂：材料在低温断裂时会呈现脆性断裂，所谓脆性断裂即材料在极微小甚至没有塑性变形及其预警的情况下所发生的断裂，低倍放大镜下断口形貌往往是光亮的结晶状。解理断裂：当外加正应力达成一

9、定数值后，以极速率沿特定晶面产生的穿晶断裂现象称为解理。解理断M的基本微观特性是台阶、河流、舌状把戏等。全韧型断口：断口晶状区面积比例定为0%;全脆型断口：断口晶状区面积比例定为100%;韧脆型断口：断口晶状区面积比例需用工具显微镜进行测量，计算出断口解理部分面积，计算出断口晶状区面积比例三.实验材料、试样、以及设备仪器2.1.按照相关国标标准g b/t 2 29-1994（金属夏比缺口冲击实验方法）规定完毕实验测量工作。2.2.实验材料：低碳钢、工业纯铁和t 8 钢。试样外型尺寸：1 0mm*10mm*55mm,缺口部位为u 型槽。2.3 实验设备与仪器实验仪器：冲击试样机：j b-3 0

10、b,冲击实验机的标准打击能量为30 0 j(1 0 j),打击瞬间摆锤的冲击速度应为5.0 5.5m/s。冲击实验机一般在摆锤最大能量的10%90%范围内使用；实验前应检查摆锤空打时被动指针的回零道，回零差不应超过最小分度值的四分之一。工具显微镜：目镜 1 0 x,物镜2.5/0.0 8,160/0.保温杜瓦瓶：对于高温或低温冲击实验，保温瓶应能将实验温度稳定在规定值的2a内。温度计：测高温用的玻璃温度计最小分度值应不大于1 测低温用数字显示式热电偶测温器。加热用电炉，烧杯，液氮，酒精，加持试样用镶子四.实 验 环 节4.1 了解摆锤冲击实验装置，工作原理及冲击方式。4.2 将三种试样分别做标

11、记，标号为i、i k 而然后放置于温度分别为一60。&-40-30-20 0 室温、沸水的介质中保温。4.3达成预定温度后，保温3 分钟以上，然后准备进行冲击实验。4.4 试样的支座要符合规定距离，坚固不松动，摆锤的刀口处在支座跨度的中央，摆锤空载运动时指针应指在零位。4.5冲击吸取功的实验测量。将试样快速准确的装卡到实验装置上，然后放下摆锤完毕冲击实验。注意，当实验不在室温进行时，试样从高温或低温装置中移出至打断的时间不应大于5 秒，如不能满足规定，应采用过热或过冷的方法补偿温度损失。调试温度，以达成试样规定的实验温度。4.6 记录冲击功，并且根据断后形貌，在显微镜下观测计算韧脆区域比例，填

12、入班级记录栏中。五.实验数据记录及解决5.1 实验数据记录表 1 系列冲击实验第1组数据表 2系列冲击实验第2 组数据5.2 断口形貌及晶状区面积计算5.2.1 断口形貌断口脆性区没有塑性变形，断口呈结晶状、平整且基本无形状变化，呈现亮白色；塑性区有明显的塑性变形，断口不平整随着较大的形状改变，呈现暗灰色。5.2.2 断口晶状区面积计算根据国标gb/t 1 2 7 7 8 -20 2 3 ,按断口上晶状区的形状，若能归类成矩形、梯形时(图1)，可用量具测出相应尺寸，按公式(1)计算出断口晶状区面积。图 1量具测定断口解理面积示意图式中，a c 为断口中晶状区的总面积，单位为mm2;a 0为原始

13、横截面积，单位为m m 2。5.2.3 我自己的样品计算：本人所测样品为-6 0 度纯铁，a k=6 j,其断口中晶状区的总面积 1 0 0%,绘制图像如下：5.3 用绘制韧脆转变曲线的方法拟定韧脆转变温度。运用。r igin 软件拟合各样品的韧脆转变曲线，根据已有的研究结果选择b o l t z mann函数进行拟合，可以较好的模拟出各类试样的韧脆转变温度。imp a c t a b s o r b in g en e r g y/a k(j)t (c e n t igr a de)图二：q 2 3 5 钢的韧脆转变行为曲线在 o r ig i n中对冲击功曲线取点，得知a k 最大值1 9

14、 7 j，最小值：0 j;所以当a k=1 0 0 j时，温度t=-1 7.5 即运用冲击吸取功所得韧脆转变温度e t t 5 0为一1 7.5 对脆性断面率曲线取点p=5 0%时，t=-7.7 C 即运用脆性断面率所得的韧脆转变温度fa t t 5 0 =-7 .7 5.3.2.t 8钢的韧脆转变曲线绘制imp a c t a b s o r b i n g en er g y(j)t emp er a t u r e(c e n t i gr a de)p er c en t a ge o f b r it t le fa il u r e a r e a (%)图三：t 8 钢的韧脆转变

15、行为曲线由两组拟合的曲线可知，t 8 钢没有明显的韧脆转变现象，它是一种完全脆性的材料。t emp e ra tu r e(c e n ti g ra d e)i mpact abso r b in g e n e rg y (j)图四：工业纯铁的韧脆转变行为曲线在。r i g i n 中对冲击功曲线取点，得知a k 最大值2 8 9 j,最小值7 0 j；所以当ak=180j时，温度t =19.7 即运用冲击吸取功所得韧脆转变温度e t t 5 0 为一 19.7 对脆性断面率曲线取点p=5 0 2时，t=-2 5 即运用脆性断面率所得的韧脆转变温度f a t t 50=2 5 六.实验分析

16、及结论6.1.三种材料的韧脆转变特性比较本次实验中，t8,q 2 3 5,纯铁含碳量依次减少。由实验所得数据以及绘图拟合结果可知，含碳量比较低的纯铁在系列冲击实验冲击功有明显下降斜率，具有明显的韧脆转变温度，并且其韧脆转变温度很低在一2 0 度左右；q 2 3 5 也有韧脆转变现象，但其转变温度相较于纯铁高，转变温度区间比纯铁宽，突变不明显；随着含碳量的继续增长，合金的强度不断提高，韧脆转变现象越发不明显，t 8 钢已经显现出完全的脆性。6.2.冲击实验致脆因素本次实验中，从 q 2 3 5 和纯铁的转变曲线中可以看出，随温度的减少，其冲击功明显减少,并且断面脆性面积随之增大，可知，温度是影响

17、其脆性的因素之一。此外，三种材料中，t 8,q 2 3 5,纯铁依次减少，可知，t 8 钢表现出完全的脆性，q 2 3 5 有不太明显的韧脆转变，而纯铁有明显的韧脆转变，所以可知，只有中低碳钢有明显的韧脆转变现象。所以得出结论，含碳量是影响致脆性的一个重要因素，随着含碳量增长，脆性越加明显。参考文献 1 金属夏比缺口冲击实验方法.g b/t 2 2 9-1 9 94.6 杨王阴，强文江.材料力学行为 m.北京：化学化工出版社.2 0 23.篇四：实验3 材料冲击实验报告材料冲击实验报告一、实验目的：二、实验设备：三、实验记录及结果整理：1.数据记录：表 1 试件尺寸表 2实验记录及计算结果2.

18、断面显微照片：四、讨论题具体叙述测量材料冲击韧性的实验环节？【教师评语】成绩：篇五：夏比冲击实验报告夏比冲击实验报告一、实验目的1.掌握冲击实验机的结构及工作原理2 .掌握测定试样冲击性能的方法二、实验内容测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观测破坏情况，并进行比较。三、实验设备3 .冲击实验机4 .游标卡尺图 1 -1 冲击实验机结构图四、试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次实验采用u型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据g b/t2 2 9-1 9 9 4 规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状、尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑、

19、无与缺口轴线平行的明显划痕。图 1-2 冲击试样五、实验原理冲击实验运用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤实验前后的势能差。实验时，把试样放在图1-2 的 b 处，将摆锤举至高度为h 的 a 处自由落下，冲 断试样即可。摆锤在a处所具有的势能为：e=g h=g 1 (l-c o s a)(1-1 )冲断试样后，摆锤在c处所具有的势能为：e l=g h=g 1 (1-c o s B)。(1-2)势能之差e e l,即为冲断试样所消耗的冲击功a k:a k=e-e l=g l (c o s p-c o s o t)(1-3)式中，g为摆锤重力(n)：1为摆长(摆釉到摆锤重心的距离)(m

20、m);a 为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；B为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。图 1-3 冲击实验原理图六、实验环节1 .测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。2 .根据估计材料冲击韧性来选择实验机的摆锤和表盘。3 .安装试样。如图1 4所示。图 1-4 冲击实验示意图4 .进行实验。将摆锤举起到高度为h处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。5 .登记表盘上所示的冲击功a k u 值.取下试样，观测断口。实验完毕，将实验机复原。6 .冲击实验要特别注意人身的安全。七、实验结果解决1 .计算冲击韧性值a k u.a k ua k u =S 02

21、 (j /c m)(1 -4 )式中，a k u为 u型缺口试样的冲击吸取功(j );s 0 为试样缺口处断面面积(c m 2)。冲击韧性值ak u是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸、缺口形状、实验温度等的变化而不同。2.比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸取的功。观测破坏断口形貌特性。八、思考题1 .冲击韧性值a k u为什么不能用于定量换算，只能用于相对比较？答：a k u值取决于材料及其状态，同时与试样的形状、尺寸有很大关系。a k u值对材料的内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感，如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会使其明显下降。条件很难达成统一，所以冲击韧性不能用于定量计算，只能用于相对比较。2 .冲击试样为什么要开缺口？答：在试样上制作切口的目的是为了使试样承受冲击载荷时在切口附近导致应力集中，使塑性变形局限在切口附近不大的体积范围内，并保证试样一次冲断且使断裂发生在切口处。