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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 . c/ h7 p1 Z6 y H# T7 q
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 0 I. w8 J2 R, Y5 x+ Z5 z* v
试验温度/ ℃ 3 G$ R4 z: S: ~: K% E F p
缺口处截面积/ cm2 冲击功/ J 
2 ^. A* g4 Z9 j2 Z. y, y; |- n冲击韧性/ ( J·cm - 2)   1 Y. Y1 T' k4 f5 Y$ {
17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56  - @. ~0 W3 J/ X3 w) {6 t. V
8 - 16  0. 85 51. 25 60. 29  0 u) j- K# z+ Q% t3 l! m$ y
21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27  : X% l7 U8 ? F' E0 _5 Z3 `
13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66  
; U2 ~# M& L/ C1 `7 M2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52 5 u) m2 p7 P4 j2 _; d' u% d
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, T: }8 ^) ^4 \9 x" `( o; P" {9 }( m- l- 80 
2 L5 \4 |' }9 q0. 84 
5 j* X# Z2 `* q" h* U- ]( y16. 66 0 t- ? R: ?7 [6 }$ r8 F
19. 83  
3 {; u V* d5 O7 ]! p" X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 ℃。 4 j; w2 X9 ]* y7 s. ]: T
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。 
& `7 q( U/ P9 A$ p' d$ o+ a8 I' N* ^$ a- G
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            20钢冲击韧性与实验温度的关系曲线 2.力学性能测试 0 f4 D Q: y6 A/ f9 H
    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 ; k9 e7 l" d, `- A& Q
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 1 {$ O/ H) P6 \( Q- R; ?& I1 K
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 3 O7 c6 E: ?; U/ r
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 * P( r3 w. A7 z; S/ z# h: i. }
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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