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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 
1 T( r H+ l4 D8 p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 
$ R5 o2 @0 Y; o5 }- l. I试验温度/ ℃ ; P- e. ^$ J& r7 ~8 `
缺口处截面积/ cm2 冲击功/ J 
' m7 f+ T9 U% v+ z4 W W冲击韧性/ ( J·cm - 2)   8 V( {0 h, V, n$ |2 B7 p. q1 K
17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56  
/ r, n. h& i" Y# t9 y* o8 - 16  0. 85 51. 25 60. 29  
6 r+ }6 u4 c% l: j, \21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27  
$ f ]7 r" c- G: g9 L# H( K$ u( y13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66  7 Z) }: r# m) D* S% r" ]
2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52 3 A4 o0 N$ A* V$ ?
20 
3 s: s7 I, U, ]( ]) V' A5 Y- 80 8 Q4 ~# h; u# H1 F" O! G
0. 84 
8 h/ P& _- U' j$ y6 n$ \& a/ |16. 66 / j% a( M0 N% x9 q
19. 83  2 B1 A( a$ M; k+ J. K
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 ℃。 ( C4 {& o. Z* I9 K* `& N: t) d3 \
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。 
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' I8 H, e" l j$ ~9 R
2 z2 q0 ]( ^ n* g: h# A( [' n' b( H, M# h6 q
- P7 }3 L% }! F& v8 O' o var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120;
; n/ S3 u' O ?+ a! \) Q$ s4 S( z6 {/ y
0 o, Z9 d! f4 u, o% F3 r, h3 e
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2 E0 G+ u, p. f5 j, W. G9 h# Z3 p6 g0 o) r: d
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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 5 Z4 |$ b! ]. [# |5 m% e$ R
    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 
) A! a7 W- ~0 M* J, N2 T. i& E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 
7 ]. C& y0 h/ V2 l) V8 P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 1 \! |% {) O5 Z) ~, _& ^" v
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 3 }& ~2 R! A5 P$ ?- R$ E
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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