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發(fā)表于 2017-7-14 13:23:51
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采用液氮為冷卻劑, 以無(wú)水乙醇為冷卻介質(zhì)。液氮和無(wú)水乙醇的適當(dāng)調(diào)和達(dá)到所要求的試驗(yàn)。溫度。測(cè)溫使用低溫酒精溫度計(jì)。試樣在冷卻介質(zhì)中保溫15min。本試驗(yàn)分7 個(gè)試驗(yàn)溫度。室溫和零度不取過(guò)冷度, - 16 ℃和- 32 ℃取過(guò)冷度為2 ℃; - 48 ℃、- 64 ℃、- 80 ℃取過(guò)冷度為3 ℃。在JB-30A 型沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行系列沖擊試驗(yàn)。每個(gè)試驗(yàn)溫度用3 個(gè)沖擊試樣, 每次沖擊,從低溫槽中取出試樣到?jīng)_斷用時(shí)均不超過(guò)3s。 1.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
4 G! r/ i' I6 F e從室溫開(kāi)始, 選了7 個(gè)試驗(yàn)溫度。所測(cè)試樣的沖擊功、沖擊韌性值以及與之對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)溫度、缺口處的截面積值見(jiàn)表。 各試驗(yàn)溫度下的沖擊功、沖擊韌性值對(duì)照表 試樣編號(hào) ! x; `# M# H* E) n7 o
試驗(yàn)溫度/ ℃
. `5 [/ d! g: @7 D+ h0 I9 J( A. y缺口處截面積/ cm2 沖擊功/ J ! k3 A w3 H) S. P4 H1 C* `
沖擊韌性/ ( J·cm - 2)
5 `! d x2 {, j1 B# N3 C17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56
8 T/ Z9 m* H6 T+ J, i7 a8 - 16 0. 85 51. 25 60. 29 # Q5 `0 @3 M0 |- E& v
21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27
- g* u3 \ U6 @6 L" d+ w8 G13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66 ' s# o; Q! d& E2 x; l
2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52
' V, i3 t3 ~8 O% Q W/ C0 \20
$ Q3 O2 ^6 S" @3 I& g- 80
: z( A6 H6 W9 z! k3 v6 i0. 84
' Y# p% Q/ E. k$ ~16. 66
2 L, s* |# r7 d _* n9 R! t( @19. 83
2 p* V P% Z0 o9 a( x從室溫開(kāi)始,隨著試驗(yàn)溫度的下降, 斷口形貌發(fā)生變化,表面無(wú)金屬光澤的纖維狀斷口面積不斷減少, 而位于中心, 齊平的、有金屬光澤的結(jié)晶狀斷口面積不斷增大。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得,鋼的沖擊韌性隨溫度降低顯著減小。所以鋼的脆性增加。用能量法測(cè)其韌脆轉(zhuǎn)變溫度為 -48 ℃。
+ C, a b6 f7 T2 F& H7 E# c在處于韌性狀態(tài)的材料中,裂紋的擴(kuò)展必須有外力做功,如果外力停止做功,裂紋也就停止擴(kuò)展。在處于脆性狀態(tài)的材料中,裂紋的擴(kuò)展幾乎不需要外力做功,僅在裂紋起裂時(shí),從拉應(yīng)力場(chǎng)中釋放出的彈性能可驅(qū)動(dòng)裂紋極為迅速的擴(kuò)展。
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20鋼沖擊韌性與實(shí)驗(yàn)溫度的關(guān)系曲線 2.力學(xué)性能測(cè)試 # O y5 l) j, @
試件用20鋼做成標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試樣,分別在0℃,-20℃,-40,-60℃等溫度下分別測(cè)其各種力學(xué)性能 2.1 屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度
6 R" g$ N3 H+ }0 n( y6 e3 b鋼材的屈服強(qiáng)度 和極限強(qiáng)度隨溫度的降低而提高,而且屈服強(qiáng)度的增大速度比極限強(qiáng)度 要快, 理論上, 鋼材的斷裂強(qiáng)度不隨溫度的變化而變化。 2.2 彈性模量E
' ]3 ]8 g% G' j在一定范圍內(nèi), 鋼材的彈性模量按指數(shù)規(guī)律單調(diào)變化,隨著溫度的降低, 鋼材的彈性模量增大。但是對(duì)于常用的結(jié)構(gòu)鋼材, 從常溫至- 50 ℃的范圍內(nèi),彈性模量的變化很小, 只有20N/ mm2 左右, 對(duì)于實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力影響很小。 2.3 伸長(zhǎng)率和截面收縮率 8 _, ` o2 M3 C8 _
鋼材的塑性通過(guò)伸長(zhǎng)率 和斷裂截面收縮率 兩個(gè)指標(biāo)反映出來(lái), 這兩個(gè)指標(biāo)都可以在單軸拉伸試驗(yàn)中獲得。隨著溫度的降低, 鋼材的塑性下降。 除溫度外,其他影響低溫脆性的因素 1.材料性質(zhì)
7 e' ~1 G+ v2 j- x* x8 \# H為提供鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件較高的工作可靠度,除鋼的強(qiáng)度保證外, 還應(yīng)有較好的其他工作和工藝技術(shù)指標(biāo), 如焊接性能、抗脆性能和疲勞性能極限塑性和抗裂紋擴(kuò)展性能等。材質(zhì)對(duì)脆性破壞的影響, 主要體現(xiàn)在鋼材本身的塑性和韌性, 而它們又取決于鋼的化學(xué)組成晶體結(jié)構(gòu)以及冶煉方法。研究表明, 低合金鋼的抗冷脆性能比低碳鋼高。 |
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