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。     

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。     

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。     

两种钢夏比V型冲击试验裂纹形成能量与扩展能量之间的关系

采用仪器化冲击试验方法对两种承压设备用钢Q245R钢和13MnNiMoR钢进行系列温度下的夏比V型冲击试验,对比研究了两种钢裂纹形成能量W_i与裂纹扩展能量W_p之间的关系。结果表明:两种钢在韧脆转变K_(V2)-t曲线的上平台以及紧邻转变区的温度范围内,裂纹形成能量W_i不随温度变化而变化,基本恒定,但13MnNiMoR钢的值高于Q245R钢的;材料的韧脆转变,始于裂纹扩展能量W_p转变,其是主导材料由韧向脆的关键。     

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。     

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。     

夏比V型缺口冲击吸收能量测试失准原因的探讨

针对夏比V型缺口冲击吸收能量的实际测量值明显偏高的情况,调查了夏比冲击试验测试值失准的原因,具体分析了加工方法、加工设备和测量方法对夏比V型缺口冲击试样尺寸及测量精度的影响,以及如何避免冲击吸收能量测试值失准的措施及建议。     

摆锤刀刃半径对冲击试验结果的影响

在各最新版本的冲击试验标准中,R_2和R_8两种规格的冲击摆锤刀刃都被认可采用,但两者产生的数据差异一直存在很大的争议。以3个标样供货机构的多种标准试样为试验对象,研究了两种摆锤刀刃半径对冲击试验结果的影响。结果表明:对于V型缺口低能量试样,R_2和R_8两种刀刃产生的差别并不会高于标准试样本身均匀度的影响,试验结果与试样本身的性能特征有关;对于弧形试样,采用R_8刀刃测得的冲击吸收能量高于采用R_2刀刃测得的,且试样韧性越好两者之间差别越大。     

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。     

冷处理温度对CF62C低合金高强度钢冲击性能的影响

在-50℃至室温范围的不同温度对CF62C低合金高强度钢进行冷处理,将冷处理试样和室温下的试样进行夏比(V型)冲击试验,并对冲击试样进行冲击吸收能量测试和显微组织、断口形貌的分析。研究结果表明:CF62C钢在室温和0~-40℃的冷处理条件下有良好的低温冲击韧度,在-40℃冲击吸收功大于300J,而冷处理温度下降至-50℃时,冲击吸收功小于135J,且其断口微观特征呈沿晶脆性断口;CF62C钢的脆性转变温度为-50℃。     

国外标准题录

ISO 148-1:2006金属材料夏比摆锤冲击试验第1部分:试验方法ISO 148-2:1998金属材料夏比摆锤冲击试验第2部分:试验机的校验ISO 148-3:1998金属材料夏比摆锤冲击试验第3部分:试验机校验用夏比V型标准试样的制备和特性ISO 196:1978锻铜和铜合金残余应力的检测(硝酸亚汞试验)ISO 20     

零度冲击吸收能量对ZG06Gr13Ni4Mo不锈钢强韧性的影响

ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢经不同热处理工艺处理后,对其进行了拉伸试验、夏比(V型缺口)零度冲击吸收能量试验、韧脆转变温度检测,分析了零度冲击吸收能量同其他力学性能指标的相关性。结果表明:并不是零度冲击吸收能量越高越好,当零度冲击吸收能量高于149.1J后,随着冲击吸收能量增高,强度、硬度会降低,甚至达不到该材料的指标要求,只有零度冲击吸收能量控制在适当的范围内,该材料才具有较好的强韧性。     

SiC_p与SiC_w增强铝基复合材料的冲击试验

采用仪器化冲击试验对碳化硅颗粒(SiC_p)与碳化硅晶须(SiC_w)增强铝基复合材料的冲击能量与缺口形状、摆锤刃口半径的关系进行了研究,并利用扫描电镜和能谱仪对冲击断口的形貌及成分进行了分析。结果表明:与不开缺口试样相比,采用U型缺口试样进行试验时,得到的冲击总能量较稳定,不同摆锤刃口半径之间的冲击总能量相差较小,推荐采用U型缺口试样进行SiC_p与SiC_w增强铝基复合材料的夏比冲击试验;SiC_p增强铝基复合材料的断裂以SiC颗粒解理脆性断裂为主,SiC_w增强铝基复合材料的断裂是脆性断裂+韧性断裂的混合型断裂。     

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。     

用紧凑试验评价结构钢脆性裂纹终止韧性

对于SA533BC1,1,HT80和KD32钢进行了如紧凑试验、ESSO试验和DCB试验之类的裂纹终止试验,以评价其裂纹终止韧性值。得到的主要结论如下: 1) 裂纹终止韧性是用对紧凑试验进行静态分析得到的K_(1a)予以评价的。 2) 用紧凑试验进行动态分析所确定的K_(1D)值大于K_(1a),但当K_(1a)/K_Q为1时K_(1D)接近于K_(1ao)K_Q是裂纹起始时的应力强度因子。 3) 由ESSO试验和DCB试验得到的K_(1a)和K_(ca)两者没有显著的差别,但在低温下由DCB试验得到的K_(ca)小于K_(1a)。 4) 在转变温度区,K_(1a)小于K_(1c)而大于K_(1do)在这个温度区,由J_(1c)确定的K_(1c)随温度的升高而降低并且小于K_(1a)。 5) 由2毫米夏比V型缺口冲击试验得到的断口形貌转变温度和吸收能是表示裂纹终止韧性的合理参量,而NDT温度却不是。     

也谈夏比(V型缺口)冲击试样缺口顶角至背面长度的测量

《理化检验·物理分册》1992年第1期刊登了夏比(V型缺口)冲击试样缺口顶角至背面长度的测量(以下简称《夏比》一文,笔者准备按该文方法加工一块规,但经仔细分析《夏比》一文有以下不妥处,现提出与大家共同商榷。 1 《夏比》中提出的测量注意事项,在实际工作中是较难满足要求的。由于试样V型缺口的顶角要求为45°±2°,试样的顶角为43°±15°,这样实际加工的试样V型缺口的顶角必然大于块规的顶角,这样块规顶角装入试样V型缺口后就不可能靠拢、靠紧,也难保证测量时块规底面至顶角的轴线与试样V型缺口顶角至试样背面棱线的垂直线重合。 为了达到《夏比》中测量注意事项的要求,应当设计一组块规,即43°、45°、47°,使用中根据试样V型缺口的角度来选择相应角度的块规。 2 试样V型缺口顶角结构应为R0.25±0.025mm,因此块规的顶角结构不能是尖角,也应加工成R0.25mm左右的圆角。 3 根据GB2106-80《金属夏比(V型缺口)冲击试验方法》要求,检查试验尺寸用的量具精度不应低于     

夏比V型冲击试验的尺寸效应及工程应用

以Q245R钢板为对象,进行不同尺寸试样在系列温度下的夏比V型冲击试验,论证试验的尺寸效应。结果表明:不同尺寸试样获得的冲击吸收能量一般不可换算,且与试样截面积没有对应关系。不同尺寸试样获得的韧脆转变温度数据也不可直接比较,随着试样尺寸减小,韧脆转变温度向低温方向移动。低温条件下,小尺寸试样可能导致材料韧性被高估,建议对小尺寸试样的试验温度进行调整。     

TA5钛合金冲击断裂时的裂纹扩展特征

TA5钛合金板材,经840℃退火处理,加工成10×10×55(mm)的夏比V型缺口试样和预制疲劳裂纹试样,用示波冲击试验方法,求得最大裂纹扩展速率da/dt为9.15m/s;平均速率da/dt为6.44m/s;动态断裂韧性K_(1d)为55.4MPam~1/~2。     

13Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢的韧-脆转变及脆化机理

13Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢用于制备航天火工品构件时,服役温度低至-196℃,需其具有良好的低温冲击韧性.为此本实验研究了13Cr11Ni2W2MoV不锈钢在-150～100℃的夏比冲击性能.采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜分析其显微组织及冲击断口形貌,结合冲击能量及脆性断面率确定了韧-脆转变温度(DBTT),分析了韧-脆转变规律.结果表明:13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的DBTT为-35.5℃.温度由100℃降低到-150℃,13Cr11Ni2W2MoV不锈钢的冲击吸收功由180 J降低至30 J.断口放射区主要表现为由撕裂棱和解理面共存的准解理断裂模式,随着温度降低,放射区解理台阶的高度减小,撕裂棱的宽度变窄.纤维区及剪切唇区表现为韧性断裂模式,断口以韧窝为主,随温度降低韧窝的数量及深度减少.裂纹萌生能量及稳定裂纹扩展过程中吸收的能量随温度降低显著下降,裂纹扩展的难度变低,因此发生了韧-脆转变.韧-脆转变的可能原因为低温下位错难以产生和滑动.