不同摆锤刀刃对管线钢夏比冲击试验的影响及分析

为比较不同摆锤刀刃锤头对冲击试验结果的影响,采用8mm摆锤刀刃锤头和2mm摆锤刀刃锤头对X65管线钢进行系列夏比冲击试验,对测得的冲击能量进行比较分析。结果表明:在较高的能量范围内,采用8mm摆锤刀刃比采用2mm摆锤刀刃测得的冲击吸收能量高;随着试验温度的降低,两种不同摆锤刀刃下的冲击吸收能量值均逐渐减小,采用8 mm摆锤刀刃测得的冲击吸收能量下降更多;在较低的能量范围时,两者之间的差值变小;采用8 mm摆锤刀刃确定的韧脆转变温度高于采用2 mm摆锤刀刃确定的韧脆转变温度。     

摆锤刀刃半径对夏比冲击试验结果的影响

采用8mm和2mm两种摆锤刀刃半径分别对低、中、高3个冲击吸收能量等级的3种锻件钢材进行了系列温度夏比冲击对比试验,研究了摆锤刀刃半径对冲击吸收能量、侧膨胀值、剪切断面率以及韧脆转变温度的影响。结果表明:低、中、高能量3种钢材的对比试验都呈现出较为明显的差异,即采用8mm摆锤刀刃半径测得的冲击吸收能量要高于采用2mm摆锤刀刃半径测得的,但是该种差异在上、下平台附近时逐步缩小;用两种摆锤刀刃半径测得的冲击延性指标,如侧膨胀值和剪切断面率也存在相对应的结果;不同摆锤刀刃半径系列温度冲击试验测得同一材料的韧脆转变温度也不相同。     

摆锤刀刃半径对SA508Gr.3Cl.2钢冲击试验结果的影响

冲击试验标准ASTM E23—16b和EN 10045-1:1990,对于摆锤刀刃半径的要求分别为8mm和2 mm,为了研究这两种摆锤刀刃半径对于冲击试验结果的影响,依据这两个标准对SA508Gr.3Cl.2钢进行了系列温度冲击试验,并对断口形貌进行了观察。结果表明:摆锤刀刃半径对冲击吸收能量、侧膨胀值、剪切断面率以及韧脆转变温度等均有影响;总体上在韧性区和脆性区即低能量和高能量范围内,2 mm摆锤刀刃半径测得的数值小于8 mm摆锤刀刃半径测得的,在韧脆转变温度范围内,两者之间没有明显的大小关系。     

砧座磨损对夏比冲击试验结果的影响

为了分析砧座磨损对冲击吸收能量的影响,分别采用磨损严重的砧座和完好的新砧座对超高、高、中能量级的弧形缺口标准试样进行了冲击试验,并对两种砧座测得的力-冲击吸收能量-时间曲线和试样宏观形貌进行了对比分析。结果表明:采用磨损严重的砧座进行冲击试验,会在试验过程中产生额外的摩擦功,导致测得的冲击吸收能量偏高;且试样能量级别越高,受砧座磨损影响的程度也越大。     

不同摆锤刀刃半径对室温冲击试验结果的影响

目前的冲击试验国家标准GB/T 229-2007中规定,冲击试验时摆锤刀刃半径应为2mm和8mm两种,但采用两种不同刀刃半径进行试验后的结果会存在一定的偏差。因此采用两种不同半径的刀刃分别对同一批试样进行室温冲击试验,结果表明:8mm半径刀刃冲击后得出的冲击吸收功略大于2mm半径刀刃的冲击吸收功,但差异不是很明显;检测中必须采用正确的试验方法,选择相对应的刀刃半径,避免造成检测结果的误判;对不同材料进行冲击性能比较时,只有选用相同半径的摆锤刀刃进行检测,结果才具有可比性。     

摆锤刀刃半径对夏比V型冲击吸收能量的影响

为研究不同尺寸摆锤刀刃锤头对冲击试验结果的影响,采用刀刃圆角半径分别为2mm和8mm的锤头对多种材料进行夏比V型冲击试验,并从吸收能量、断口形貌等方面分析V型缺口试样在2mm摆锤刀刃下的冲击吸收能量K_(V2)与8mm摆锤刀刃下的冲击吸收能量K_(V8)的变化规律,研究摆锤刀刃尺寸对夏比V型冲击吸收能量的影响。结果表明:在韧脆转变温度曲线上平台区和转变区(塑性断口)范围内,K_(V8)大于K_(V2);在转变区(脆性断口)范围内,K_(V2)大于K_(V8);在下平台区,KV8与K_(V2)几乎相等。     

核电工程用冲击试验标准对比分析

我国核电工程冲击试验通常采用GB/T 229-2007和ASTM E23-2007a两种标准,以核电工程常用的SA-508Gr.3Cl.1钢和SA-182F316LN钢为研究对象,从冲击吸收能量和韧脆转变温度两方面对比分析了两种标准的差异。结果表明:GB/T 229-2007更严格,按此标准测得的冲击吸收能量比按照ASTM E23-2007a测得的要低;当SA-508Gr.3Cl.1钢的试验温度高于韧脆转变温度时,采用两种标准测得的冲击吸收能量差值均随温度升高而增大;当温度低于韧脆转变温度时,采用两种标准测得的冲击吸收能量较接近;SA-182F316LN钢在试验温度范围内,按照ASTM E23-2007a测得的冲击吸收能量均比按照GB/T 229-2007测得的要高,且在-80℃两者差别最大。建议在充分积累核电工程材料冲击性能数据的基础上,逐步采用GB/T 229-2007进行核电材料冲击性能评价。     

夏比摆锤冲击国标与美标两种试验方法对冲击试验结果的影响

本文主要分析夏比摆锤冲击试验国标和美标的异同,采用了系列冲击法研究了两项标准对冲击性能的影响,结果表明:当冲击吸收功较低时,按照GB/T229—2007和ASTM E23—07a标准试验得出的结果相近;当冲击吸收功较高时,按照ASTM E23—07a标准试验得出的结果比GB/T229—2007的结果高,导致这一结果主要是由于摆锤打击刀刃半径的不同,打击刀刃和冲击试样接触面积小,冲击试样产生的塑性变形小,侧向膨胀值低,冲击吸收功相应的也低,反之,冲击试样产生的塑性变形大,侧向膨胀值高,冲击吸收功相应的也高;国标和美标夏比V型冲击试样的公称尺寸相同,主要区别为机加工偏差的不同,且美标要求较高。     

冲击试样顶针孔及其深度对冲击吸收能量的影响

HGCJ-20型棒材拉伸-冲击试样加工中心可实现冲击试样的一步加工成型,为保持冲击试样的对中性和固定性,需要在其一端钻顶针孔。通过对不同钻孔后的冲击标准试样以及42CrMo钢和Q235H钢的冲击加工试样进行冲击试验,对比研究了顶针孔及其深度对冲击试样冲击吸收能量测试值的影响以及采用HGCJ-20型棒材拉伸-冲击试样加工中心与传统加工工艺对冲击试样冲击吸收能量测试值的影响。结果表明:对于42CrMo钢和Q235H钢,采用新型加工中心加工的顶针孔深度为5mm的冲击试样的冲击吸收能量实测平均值和采用传统工艺加工的冲击试样的一致;对于冲击标准试样和Q235H钢冲击加工试样,当冲击试样一端无顶针孔或顶针孔深度不大于8mm时,冲击试样的冲击吸收能量实测平均值较稳定,在正常范围(110～120J)波动;当顶针孔深度达到9mm并高于该数值时,冲击试样冲击吸收能量实测平均值普遍低于正常范围。     

金属夏比V型缺口标准试样的研制

介绍了金属夏比V型缺口标准试样的研制原理,采用40CrNiMo制做了低能量和中能量两个能量级的标准试样,并在国家基准冲击试验机上进行试验。结果表明,低能量标准试样的平均冲击值为24.84 J,标准偏差为1.4 J,半年稳定性为0.7%;中能级标准块的平均冲击值为97.51 J,相对标准偏差为3.0%,半年稳定性为0.8%,符合国家标准GB/T 18658-2002要求,实现了冲击能基准量值传递的目标。同时分析了冲击试样加工工艺及其形貌、相结构对冲击能量值的影响。     

如何使用标准试样评定摆锤式冲击试验机结果不确定度

摆锤式冲击试验机广泛的使用于测量材料的冲击吸收能量,传统的分部法检定不能给出冲击能量的误差,采用标准试样可以直观的计算其误差及其不确定度,这样为客户提供了详细的试验数据,更加准确有效地使用设备。本文讨论了如何使用标准冲击试样对摆锤式冲击试验结果进行评定。     

拉伸试样宽度对X65管线钢屈强比测试结果的影响

通过对10组两种不同宽度的X65管线钢试样进行拉伸对比试验,分析了试样宽度对管线钢屈强比测试结果的影响及其原因。结果表明:宽度较大试样测得的屈强比普遍高于宽度较小试样测得的,其根本原因在于材料内部组织结构的不均匀性;因此,应严格执行产品标准要求,在进行管线钢拉伸测试时统一试样宽度,使得不同实验室的拉伸测试结果具有可比性。     

冲击能量对ESSO试验结果的影响

对90mm厚EH47船用钢板进行了不同冲击能量下的梯度温度型ESSO试验以分析冲击能量对试验结果的影响.结果表明,采用下限冲击能量测得的-10℃止裂韧性值与双重拉伸试验所测值基本一致,但根据WES:2815-2014规范确定的上限冲击能量测得的止裂韧性值明显低于前两者测得的结果,建议后续在ESSO试验中针对90mm厚钢板选用冲击能量下限值进行试验.     

试样厚度对夏比冲击试验结果的影响

通过不同温度下的夏比摆锤冲击试验对非标准小尺寸V型缺口冲击试样的冲击吸收能量和侧膨胀值进行了分析,并结合力-位移曲线,研究了试样厚度对冲击试验结果的影响。结果表明:当试验温度高于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样的横截面积有关,因此与厚度呈线性关系;而低于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样厚度之间没有明显关系;试样的侧膨胀值、剪切断面率与厚度之间没有直接联系。随着试样厚度的减小,不稳定裂纹扩展起始力越来越小,从而导致冲击吸收能量减小。厚度越大试样吸收的能量越多,冲击过程中所受到的最大力也越大。     

仪器化冲击试验结果在SA508 Gr.3-Cl.2钢的韧脆性评价中的应用

采用仪器化冲击试验方法对核电材料用钢SA508Gr.3-Cl.2进行夏比冲击试验,记录冲击过程的力-位移曲线。按GB/T 19748-2005提供的方法计算材料的裂纹形成能量和裂纹扩展能量。结果表明:低于-27℃时材料的裂纹形成能量高于裂纹扩展能量,高于-27℃时情况相反;20℃以上裂纹扩展能量基本保持不变,试样断口为全韧性断口,20~-60℃裂纹扩展能量逐步下降,试样断口由韧性断口向脆性断口转变,-60℃以下裂纹扩展能量进入下平台,试样断口转变为全脆性断口。该结果与采用传统评价方法(剪切断面率)所得到的结果具有良好的一致性。     

制样因素对X70管线钢规定总延伸强度R_(t0.5)的影响

规定总延伸强度R_(t0.5)是管线钢最重要的力学性能指标之一,也是保证管道工程安全运行必不可少的技术参数。通过对X70管线钢不同取样方向及不同压平程度试样的拉伸试验结果进行对比,分析了制样因素对X70管线钢R_(t0.5)测定结果的影响。结果表明:取样方向为纵向时,测得的R_(t0.5)最大,在产品供货协议中必须注明取样方向;拉伸试样不完全压平会造成R_(t0.5)测定结果波动,为了获得真实准确的R_(t0.5),制样人员必须保证试样在拉伸试验前被严格压平。     

金属基复合材料夏比冲击试验结果的影响因素与不确定度研究

本文主要介绍了金属基复合材料夏比冲击试验的两种方法,包括普通冲击试验方法和仪器化冲击试验方法。通过阐述两种方法和优缺点,并从金属基复合材料本身、试样制备加工、冲击试验设备以及试验操作等方面对影响冲击试验结果的因素进行分析讨论,最后对冲击试验结果不确定度的评定方法进行介绍,为夏比冲击试验的应用以及冲击结果的准确获得提供一定的指导作用。     

标准冲击试样在仪器化摆锤冲击试验机检定中的应用

通过分析仪器化摆锤冲击试验方法的测试结果,研究标准冲击试样在仪器化摆锤冲击试验机(以下简称试验机)间接检定中的适用性。对比冲击过程的特征曲线和标准试样的吸收能量,结果表明利用夏比V型缺口标准冲击试样对仪器化摆锤冲击试验机进行间接检定,更加科学合理。     

率相关混凝土类材料SHPB试验的若干问题

对于断裂应变很小的混凝土类材料,在SHPB冲击试验中试样断裂前的应力是否达到均匀是冲击试验是否有效的一个关键。以水泥砂浆为例,采用弹性和ZWT粘弹性两种本构模型,通过特征线解法对高应变率SHPB试验过程中的加卸载应力均匀性进行了分析。发现入射波升时对脆性粘弹性材料的应力均匀性有影响,其中以τs/tL=2时最好,升时再延长反而对应力均匀化不利。采用不同升时加卸载时,应力幅值对于试样中应力均匀性没有影响,但对试样中应变和应变率的大小有影响。并且发现用常规的SHPB技术难以获得率相关脆性材料较可靠的应力-应变关系,但在应力均匀化后测得的动态断裂应力值是可靠的。     

双侧和单侧电子引伸计的比较

分析和比较了单侧和双侧电子引伸仪测量原理及测量误差。指出,国内外使用的电子引伸计多数是测量拉伸试样单侧的变形,由于拉伸试样往往发生偏心拉伸,单侧测量的引伸计无法扣除偏心拉伸的影响,因而其测量结果极不稳定和产生比较大的误差。而设计的双侧电子引伸计,只用两个刀刃能测得试样的对称双侧变形的平均值,这样扣除了弯曲变形的影响而得到了纯粹拉伸伸长。