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采用液氮為冷卻劑, 以無水乙醇為冷卻介質。液氮和無水乙醇的適當調和達到所要求的試驗。溫度。測溫使用低溫酒精溫度計。試樣在冷卻介質中保溫15min。本試驗分7 個試驗溫度。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 型沖擊試驗機上進行系列沖擊試驗。每個試驗溫度用3 個沖擊試樣, 每次沖擊,從低溫槽中取出試樣到沖斷用時均不超過3s。 1.3 試驗結果及分析 
8 o0 K0 p% h7 g- j6 b從室溫開始, 選了7 個試驗溫度。所測試樣的沖擊功、沖擊韌性值以及與之對應的試驗溫度、缺口處的截面積值見表。           各試驗溫度下的沖擊功、沖擊韌性值對照表 試樣編號 
5 \! L& a, O. E- B" g% _, c試驗溫度/ ℃ 8 W8 W; b) d$ T
缺口處截面積/ cm2 沖擊功/ J 
- `, l. I& C' ^- ]沖擊韌性/ ( J·cm - 2)   5 s1 a! ?9 e; {7 t$ h. m
17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56  1 a1 v- z* n5 j+ o
8 - 16  0. 85 51. 25 60. 29  0 Z6 j0 h$ ]; V. c9 |, c2 @) g
21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27  
- a( a& u q* p/ s, w8 ~, \% Y13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66  
9 o8 Y3 X8 r$ C6 w2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52 / J3 M3 n6 H; @' {
20 3 o, J! F% X7 F* C3 R
- 80 
$ i6 y. O" d9 R2 i0 t0. 84 3 o$ b2 Y: W8 f- p @& Q) w' {
16. 66 3 t; s+ T$ F5 T0 L+ |! V0 U' ?: c
19. 83  
" @9 y/ U4 k$ l. n; s從室溫開始,隨著試驗溫度的下降, 斷口形貌發生變化，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、有金屬光澤的結晶狀斷口面積不斷增大。由實驗數據可得，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變溫度為 -48 ℃。 ! `# i+ c0 G0 K9 D9 v* u
在處于韌性狀態的材料中,裂紋的擴展必須有外力做功,如果外力停止做功,裂紋也就停止擴展。在處于脆性狀態的材料中,裂紋的擴展幾乎不需要外力做功,僅在裂紋起裂時,從拉應力場中釋放出的彈性能可驅動裂紋極為迅速的擴展。 
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, \: e8 }9 q5 `6 i& s4 l" P9 f d            20鋼沖擊韌性與實驗溫度的關系曲線 2.力學性能測試 / y8 l) S( b0 G6 \* X2 Y& Y
    試件用20鋼做成標準的拉伸試樣，分別在0℃，-20℃，-40，-60℃等溫度下分別測其各種力學性能 2.1  屈服強度和極限強度 
, l7 d: E& O+ H9 Q4 R鋼材的屈服強度 和極限強度隨溫度的降低而提高,而且屈服強度的增大速度比極限強度 要快, 理論上, 鋼材的斷裂強度不隨溫度的變化而變化。 2.2  彈性模量E % j- i, q0 I9 [* K
在一定范圍內, 鋼材的彈性模量按指數規律單調變化,隨著溫度的降低, 鋼材的彈性模量增大。但是對于常用的結構鋼材, 從常溫至- 50 ℃的范圍內,彈性模量的變化很小, 只有20N/ mm2 左右, 對于實際結構的受力影響很小。 2.3  伸長率和截面收縮率 * a7 w3 J# l7 N! }
鋼材的塑性通過伸長率 和斷裂截面收縮率 兩個指標反映出來, 這兩個指標都可以在單軸拉伸試驗中獲得。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 7 ~3 |9 f4 n: v8 l0 J. T9 B0 ^3 L
為提供鋼結構構件較高的工作可靠度,除鋼的強度保證外, 還應有較好的其他工作和工藝技術指標, 如焊接性能、抗脆性能和疲勞性能極限塑性和抗裂紋擴展性能等。材質對脆性破壞的影響, 主要體現在鋼材本身的塑性和韌性, 而它們又取決于鋼的化學組成晶體結構以及冶煉方法。研究表明, 低合金鋼的抗冷脆性能比低碳鋼高。 |
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發表于 2017-7-14 09:09:05
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