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。     

仪器化冲击在评测断口剪切面积比例中的应用

根据示波曲线定量给出的特征载荷点分布关系，结合ESIS给出的评测夏比V型冲击断口剪切面积比例(PSF)经验公式，介绍了仪器化冲击试验在估算PSF数值中的具体应用。估算值与实际测量值所进行的误差离散性与置信区间的分析结果表明，选用合适的经验算法可以在试验过程中实时获得高度可靠的PSF结果。与常规光学手工评测技术相比，该方法不依赖于试验者的主观评测经验、不受特定客观试验条件的限制，具有广阔的应用前景，同时也为材料PSF评测以及动态断裂机理的研究提供了一套方便而有效的试验手段。     

混合型断口金属材料韧脆转变温度评价的仪器化冲击试验

利用典型断口材料34CrNiMo6合金钢进行仪器化冲击试验,总结出断口金属材料韧脆转变温度评价的仪器化冲击试验方法,所得结果与通过温度-能量、温度-侧膨胀值评价方式得到的韧脆转变温度基本保持一致。结果表明：仪器化冲击试验方法更稳定可靠,且仪器化冲击试验方法可以用于无法直接目视观察评价的混合型断口材料的韧脆转变温度评价中。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

仪器化压痕法单次加载数据绘制应力-应变曲线计算拉伸试验结果的方法初探

采用压痕仪自动采集的位移数据减去压痕仪的弹性变形量得到压痕深度,进而计算出压痕直径,再根据TABOR提出的关于压痕方法测试拉伸性能的系列关系式,计算出真应力、工程应力和应变,绘制出压痕法的连续应力-应变曲线和lg W-lg d曲线,根据两种曲线计算出抗拉强度、屈服强度和应变硬化指数(n值)。实测数据显示压痕法的连续应力-应变曲线与拉伸法的应力-应变曲线存在显著差异。对压痕法测得的抗拉强度、屈服强度和n值的测量不确定度进行了详细分析,结果表明:抗拉强度的测量不确定度小于抗拉强度值的10%,而n值的相对测量不确定度显著大于抗拉强度的相对测量不确定度,目前尚未找到可靠评估屈服强度测量不确定度的方法。