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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(zhì)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?jīng)_斷用時均不超過3s,。 1.3 試驗結(jié)果及分析 % m2 r2 @0 g5 U, Z. ~
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(yīng)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 : z4 A: C1 E$ y) ], F# r
試驗溫度/ ℃ ( m- ]5 E+ `! o1 T
缺口處截面積/ cm2 沖擊功/ J
3 F! c5 m/ |2 g0 N) L沖擊韌性/ ( J·cm - 2)
; q; @4 Z+ E/ {! D6 y17 18 0. 85 72. 81 85. 66 1 0 0. 866 63. 70 73. 56 & [: |3 H* C4 _
8 - 16 0. 85 51. 25 60. 29
: h4 C! E: W: a4 F21 - 32 0. 85 40. 18 47. 27 ! M+ y+ a& B6 c; q' b1 _( u5 I
13 - 48 0. 85 31. 16 36. 66
2 T6 V" x. L8 B1 c- [0 z/ V2 - 64 0. 85 20. 09 23. 52
( Y4 |; N: V- u20
5 x8 h6 Z. e# i8 B- 80 2 E* Y0 `) g1 u6 h# f
0. 84
0 B) V7 u/ x/ v. {- O/ u! t16. 66
6 G+ m( ]# |( T( l' e! k19. 83 : _" j c% N; Q, ^; O' r/ K7 K
從室溫開始,隨著試驗溫度的下降, 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。由實驗數(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 ℃,。
3 n% z8 r2 V3 L; y1 W在處于韌性狀態(tài)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(tài)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(yīng)力場中釋放出的彈性能可驅(qū)動裂紋極為迅速的擴展。
3 T7 V. F' W, ]- N: B1 K6 G
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20鋼沖擊韌性與實驗溫度的關(guān)系曲線 2.力學(xué)性能測試 ( o1 i0 Z) _, V/ {6 p6 K
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 屈服強度和極限強度 7 W! u7 l/ d7 D8 i+ M4 u: r) f- K) w3 [
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
7 ^7 s* G: N d; q0 h: Q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, 對于實際結(jié)構(gòu)的受力影響很小,。 2.3 伸長率和截面收縮率 " P+ a- K, ]+ V
鋼材的塑性通過伸長率 和斷裂截面收縮率 兩個指標(biāo)反映出來, 這兩個指標(biāo)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(zhì) $ h) M0 N" q; M; x& Z
為提供鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件較高的工作可靠度,除鋼的強度保證外, 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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