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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, 以無水乙醇為冷卻介質(zhì)。液氮和無水乙醇的適當(dāng)調(diào)和達(dá)到所要求的試驗(yàn)。溫度。測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。室溫和零度不取過冷度, - 16 ℃和- 32 ℃取過冷度為2 ℃; - 48 ℃、- 64 ℃、- 80 ℃取過冷度為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3s。 1.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析 1 ] [8 \ o$ L( o# A% _) T. I
從室溫開始, 選了7 個(gè)試驗(yàn)溫度。所測試樣的沖擊功、沖擊韌性值以及與之對應(yīng)的試驗(yàn)溫度、缺口處的截面積值見表。 各試驗(yàn)溫度下的沖擊功、沖擊韌性值對照表 試樣編號(hào) : N/ W) A, Y3 I$ g& H
試驗(yàn)溫度/ ℃ 4 x, z4 G: n4 g/ p! V
缺口處截面積/ cm2 沖擊功/ J
' T7 s3 P: L# s) ]1 }- M6 ~0 E3 [沖擊韌性/ ( J·cm - 2) 7 T4 {8 q' M2 x- v0 N) D) G
17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56 # E; Y" B0 M7 H0 Z4 H% ]
8 - 16 0. 85 51. 25 60. 29 9 g' i/ T% w3 f' y! y; j$ M& x
21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27
* A/ M1 }5 V( X13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66
' @6 I) {7 k% c% q, o+ B2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52 : f; l7 |1 }& h* \
20
" K9 T( w5 D" u- 80 4 a& n" m% M; f( q* t# b' t
0. 84
! ^- S0 Q) c1 A+ w1 E16. 66 0 v8 J* [& }2 P) |7 T
19. 83
+ b0 x% g2 d/ B) Z7 W9 V! j從室溫開始,隨著試驗(yàn)溫度的下降, 斷口形貌發(fā)生變化,表面無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。用能量法測其韌脆轉(zhuǎn)變溫度為 -48 ℃。
, U5 x' T5 {6 s" M4 O" N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)力場中釋放出的彈性能可驅(qū)動(dòng)裂紋極為迅速的擴(kuò)展。 6 {( n1 S: l# _4 p
0 P5 Q: G& i6 z- ~3 w8 ?
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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)性能測試 8 Y( y: z1 s9 l2 H, X
試件用20鋼做成標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試樣,分別在0℃,-20℃,-40,-60℃等溫度下分別測其各種力學(xué)性能 2.1 屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度 # Q. R# p& K0 s9 c: w* ] b: l1 ?
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 " X/ d" s/ Z. L4 k
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, 對于實(shí)際結(jié)構(gòu)的受力影響很小。 2.3 伸長率和截面收縮率
/ j5 Y2 f( A7 T鋼材的塑性通過伸長率 和斷裂截面收縮率 兩個(gè)指標(biāo)反映出來, 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) 6 D# O( ^/ z" p6 h$ d& p
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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