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发表于 2017-7-14 13:23:51
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采用液氮为冷却剂, 以无水乙醇为冷却介质。液氮和无水乙醇的适当调和达到所要求的试验。温度。测温使用低温酒精温度计。试样在冷却介质中保温15min。本试验分7 个试验温度。室温和零度不取过冷度, - 16 ℃和- 32 ℃取过冷度为2 ℃; - 48 ℃、- 64 ℃、- 80 ℃取过冷度为3 ℃。在JB-30A 型冲击试验机上进行系列冲击试验。每个试验温度用3 个冲击试样, 每次冲击,从低温槽中取出试样到冲断用时均不超过3s。 1.3 试验结果及分析 
* [% `5 a6 w0 I( u$ ], b从室温开始, 选了7 个试验温度。所测试样的冲击功、冲击韧性值以及与之对应的试验温度、缺口处的截面积值见表。           各试验温度下的冲击功、冲击韧性值对照表 试样编号 
* R& j$ f& X4 W/ D% C2 N, l4 V' _试验温度/ ℃ 
- s2 N7 ~) {/ C4 Z) T缺口处截面积/ cm2 冲击功/ J + H) y8 m+ P, y" \. m/ h7 O- x
冲击韧性/ ( J·cm - 2)   
( H, G ~* l0 M& T17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56  $ T# d* t6 H# G4 r6 Q
8 - 16  0. 85 51. 25 60. 29  % ~# ^. R- |1 S0 \5 e* y3 y& t
21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27  
& g! \7 W5 H6 [/ P3 d3 p# I+ r7 r13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66  7 A: y0 H( I, b! d8 p, R9 f
2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52 # G6 v0 c8 Y0 ]( H+ f8 ]: r
20 0 ]; ^& o2 V2 |+ Q, g- Q3 g
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19. 83  
3 @) _& r2 i) x3 [) T从室温开始,随着试验温度的下降, 断口形貌发生变化，表面无金属光泽的纤维状断口面积不断减少, 而位于中心, 齐平的、有金属光泽的结晶状断口面积不断增大。由实验数据可得，钢的冲击韧性随温度降低显著减小。所以钢的脆性增加。用能量法测其韧脆转变温度为 -48 ℃。 
" c) I* ^: A; n4 ~7 B) o% Q) g在处于韧性状态的材料中,裂纹的扩展必须有外力做功,如果外力停止做功,裂纹也就停止扩展。在处于脆性状态的材料中,裂纹的扩展几乎不需要外力做功,仅在裂纹起裂时,从拉应力场中释放出的弹性能可驱动裂纹极为迅速的扩展。 3 K7 u4 G f; l) F- h$ c
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1 i: h: b2 {7 C" G" I |! u8 h            20钢冲击韧性与实验温度的关系曲线 2.力学性能测试 
' H$ \3 q# b5 U9 n9 i    试件用20钢做成标准的拉伸试样，分别在0℃，-20℃，-40，-60℃等温度下分别测其各种力学性能 2.1  屈服强度和极限强度 
' @3 h) ~0 Y5 `: s6 m钢材的屈服强度 和极限强度随温度的降低而提高,而且屈服强度的增大速度比极限强度 要快, 理论上, 钢材的断裂强度不随温度的变化而变化。 2.2  弹性模量E ' z, c$ u- Q* j, ?% y8 g
在一定范围内, 钢材的弹性模量按指数规律单调变化,随着温度的降低, 钢材的弹性模量增大。但是对于常用的结构钢材, 从常温至- 50 ℃的范围内,弹性模量的变化很小, 只有20N/ mm2 左右, 对于实际结构的受力影响很小。 2.3  伸长率和截面收缩率 % y: L0 k+ T0 G4 ]
钢材的塑性通过伸长率 和断裂截面收缩率 两个指标反映出来, 这两个指标都可以在单轴拉伸试验中获得。随着温度的降低, 钢材的塑性下降。 除温度外，其他影响低温脆性的因素 1.材料性质 
5 s% h/ }2 R/ N7 {! ?为提供钢结构构件较高的工作可靠度,除钢的强度保证外, 还应有较好的其他工作和工艺技术指标, 如焊接性能、抗脆性能和疲劳性能极限塑性和抗裂纹扩展性能等。材质对脆性破坏的影响, 主要体现在钢材本身的塑性和韧性, 而它们又取决于钢的化学组成晶体结构以及冶炼方法。研究表明, 低合金钢的抗冷脆性能比低碳钢高。 |
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