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缺口沖擊試驗(yàn)的應(yīng)用

閱讀:2805        發(fā)布時(shí)間:2021/3/11
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缺口沖擊試驗(yàn)大的優(yōu)點(diǎn)就是測量迅速簡便,所以將材料的沖擊韌度列為材料的常規(guī)力學(xué)。

  1)沖擊韌度可用于控制冶煉和鑄、鍛、焊、熱處理等熱加工工藝的質(zhì)量,判定工藝規(guī)范的執(zhí)行情況。諸如疏松、夾雜、白點(diǎn)、流紋、過燒、過熱等以及變形時(shí)效、回火脆性等等都可以從沖擊吸收功的大小明顯反映出來。例如,40MnB鋼冶煉過程中,用擺錘沖擊試驗(yàn)可以很靈敏地反映出硼相的析出情況,據(jù)以控制加硼量,對于穩(wěn)定冶煉質(zhì)量很有作用。注意,這種為控制冶金質(zhì)量對某類材料提出的AK值要求,不可以照搬到其它類材料上去,不可將此誤解為承受沖擊載荷的服役要求。

  2)沖擊實(shí)驗(yàn)的第二個重要應(yīng)用是顯示材料的各種脆性。

如結(jié)構(gòu)鋼在某些溫度范圍內(nèi)沖擊吸收功急劇下降,出現(xiàn)所謂韌脆轉(zhuǎn)變、藍(lán)脆、重結(jié)晶脆、紅脆等現(xiàn)象,如圖5.5-8所示。

5.5-8  鋼的幾個脆性溫區(qū)

  藍(lán)脆現(xiàn)象是指加熱到500℃左右出現(xiàn)沖擊吸收功嚴(yán)重下降的現(xiàn)象(靜加載下此溫度較低,碳鋼約出現(xiàn)在300℃左右),因這時(shí)表面氧化色呈藍(lán)色而得名。此現(xiàn)象與應(yīng)變時(shí)效有關(guān),這種應(yīng)變時(shí)效是在塑性變形過程中發(fā)生的,故也稱為動態(tài)應(yīng)變時(shí)效。即當(dāng)位錯運(yùn)動碰到交割或內(nèi)應(yīng)力峰受阻而暫時(shí)停留時(shí),溶質(zhì)原子在一定溫度下可借熱激活重新擴(kuò)散到位錯周圍形成氣團(tuán),使位錯運(yùn)動困難,變形抗力增高,塑性下降呈現(xiàn)脆性。靜加載時(shí)由于變形速度較小,因此在較低溫度下溶質(zhì)原子就可以獲得足夠激活能,形成氣團(tuán),錨住位錯運(yùn)動,出現(xiàn)藍(lán)脆時(shí)的溫度較低。

  A1A3溫度區(qū)間,此時(shí)鋼中為αγ兩相混合組織,沖擊吸收功較低,這種現(xiàn)象稱為重結(jié)晶脆性。在高溫度,若鋼中含硫量較高時(shí),會在晶界上產(chǎn)生FeS-Fe的共晶液體,沖擊吸收功嚴(yán)重下降,稱為紅脆。

  用系列沖擊試驗(yàn)可測定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度,供選材時(shí)參考,使材料不在冷脆狀態(tài)下工作,保證。

  3)沖擊實(shí)驗(yàn)由于其本身反映材料對大能量一次沖擊載荷下破壞的缺口敏感性。零部件截面的急劇變化從廣義上都可視作缺口,缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中,使材料的應(yīng)力狀態(tài)變硬,承受沖擊能量的能力變差。由于不同材料對缺口的敏感程度不同,用拉伸試驗(yàn)中測定的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)往往不能評定材料對缺口是否敏感,因此,設(shè)計(jì)選材或研制新材料時(shí),往往提出沖擊韌性指標(biāo)。同時(shí)對某些特殊服役條件下的零件(如彈殼、裝甲板、石油射孔槍等)也有一定參考價(jià)值。

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