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鋼板沖擊功Akv丨AKV丨AKU丨什么是鋼板沖擊功丨鋼板沖擊功是什么
- 時(shí)間:2016-06-01 03:36:15
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鋼材在進(jìn)行缺口沖擊試驗(yàn)時(shí),擺錘沖擊消耗在試樣上的能量,稱(chēng)為沖擊功,用Ak表示,單位為焦耳(J)。當(dāng)為V形缺口時(shí),即為AKV,當(dāng)為U形缺口時(shí),即為AKU。
沖擊試驗(yàn)時(shí)擺錘消耗在試樣單位截面上的沖擊功稱(chēng)為沖擊韌性(也稱(chēng)為沖擊值),用αk表示。即:ak=Ak/F,其單位為kJ/m2或J/cm2。
由于沖擊功僅為試樣缺口附近參加變形的體積所吸收,而此體積又無(wú)法測(cè)定,且在同一斷面上每一部分的變形也不一致,因此用單位截面積上的沖擊功αk來(lái)判斷韌性的方法國(guó)內(nèi)外已逐漸被淘汰。鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)來(lái)測(cè)定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測(cè)定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)。
而用試樣缺口處的截面積F去除Ak,可得到材料的沖擊韌度(沖擊值)指標(biāo),即ak=Ak/F,其單位為kJ/m2或J/cm2。
因此,沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞。
一般把a(bǔ)k值低的材料稱(chēng)為脆性材料,ak值高的材料稱(chēng)為韌性材料。鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
ak值取決于材料及其狀態(tài),同時(shí)與試樣的形狀、尺寸有很大關(guān)系。ak值對(duì)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷、顯微組織的變化很敏感,如夾雜物、偏析、氣泡、內(nèi)部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會(huì)使ak值明顯降低;同種材料的試樣,缺口越深、越尖銳,缺口處應(yīng)力集中程度越大,越容易變形和斷裂,沖擊功越小,材料表現(xiàn)出來(lái)的脆性越高。因此不同類(lèi)型和尺寸的試樣,其ak或Ak值不能直接比較。鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
材料的ak值隨溫度的降低而減小,且在某一溫度范圍內(nèi),ak值發(fā)生急劇降低,這種現(xiàn)象稱(chēng)為冷脆,此溫度范圍稱(chēng)為“韌脆轉(zhuǎn)變溫度(Tk)”。
沖擊韌度指標(biāo)的實(shí)際意義在于揭示材料的變脆傾向。
什么是夏比沖擊試驗(yàn)? 夏比是音譯:Charpy,夏比沖擊試驗(yàn)(英文標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng):Charpy Imapct Test)是用以測(cè)定金屬材料抗缺口敏感性(韌性)的試驗(yàn)。制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣(通常為10×10×55mm),使其具有U形缺口或V形缺口,在夏比沖擊試驗(yàn)機(jī)上處于簡(jiǎn)支梁狀態(tài),以試驗(yàn)機(jī)舉起的擺錘作一次沖擊,使試樣沿缺口沖斷,用折斷時(shí)擺錘重新升起高度差計(jì)算試樣的吸收功,即為Aku(U型缺口)和Akv(V型缺口)??稍诓煌瑴囟认伦鳑_擊試驗(yàn)。吸收功值(焦耳)大,表示材料韌性好,對(duì)結(jié)構(gòu)中的缺口或其他的應(yīng)力集中情況不敏感。 對(duì)重要結(jié)構(gòu)的材料近年來(lái)趨向于采用更能反映缺口效應(yīng)的V形缺口試樣做沖擊試驗(yàn)
沖擊試驗(yàn):一種動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn),主要用來(lái)測(cè)定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功,又叫沖擊韌性試驗(yàn)。鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
根據(jù)試樣形狀和破斷方式,沖擊試驗(yàn)分為彎曲沖擊試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)和拉伸沖擊試驗(yàn)三種。橫梁式彎曲沖擊試驗(yàn)法操作簡(jiǎn)單,應(yīng)用最廣,其試驗(yàn)原理見(jiàn)圖1。
沖擊試樣 世界各國(guó)常用的彎曲沖擊試樣如圖2所示。中國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用橫梁式試驗(yàn)法,所用標(biāo)準(zhǔn)試樣以U形缺口試樣和V形缺口試樣為主。
沖擊試樣所消耗的功,稱(chēng)為沖擊功Ak。將Ak除以缺口處橫截面積 F,則得沖擊韌度ak,單位為J/cm2。ak值沒(méi)有明確物理意義,因?yàn)闆_擊功并非沿著缺口處截面積均勻消耗。因此,ak值不能直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算。同一種金屬材料,缺口越尖越深,則塑性變形體積愈小,吸收功也愈小,材料的韌性也就愈低。因此,對(duì)于不同尺寸和缺口的試樣,所得結(jié)果不能互相換算和比較。鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
彎曲沖擊試驗(yàn) 是20世紀(jì)初夏比(G.Charpy)提出的,以后獲得廣泛使用。在工程上主要是用它評(píng)定冶金質(zhì)量和加工工藝質(zhì)量,以及測(cè)定韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。如試樣上預(yù)制疲勞裂紋,用示波圖或其他方法求出載荷-時(shí)間曲線和載荷-位移曲線,還可測(cè)得動(dòng)態(tài)開(kāi)裂發(fā)生的斷裂韌度KId和已擴(kuò)展裂紋停止擴(kuò)展的斷裂韌度KIA等(見(jiàn)金屬的強(qiáng)化)。
韌性-脆性轉(zhuǎn)變 是金屬材料隨溫度降低由韌性狀態(tài)過(guò)渡到脆性狀態(tài)致使沖擊韌度急劇降低的現(xiàn)象。金屬材料典型的沖擊功與溫度的關(guān)系曲線見(jiàn)圖3。從韌性角度選材,最重要的是要知道韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度Tk(℃)。Tk通常是根據(jù)沖擊功(或沖擊韌度)、斷口形貌特征、變形特征與溫度的關(guān)系求得。其方法是:①選取一定沖擊功所對(duì)應(yīng)的溫度為T(mén)k;②若用夏比V形缺口試樣,則對(duì)應(yīng)于沖擊功為15英尺-磅(20.34J)的Tk用V15TT表示;③或用斷口面積上出現(xiàn)50%結(jié)晶狀斷口時(shí)的溫度為T(mén)k,以50%FATT表示;④還有以沖擊功曲線開(kāi)始上升的溫度來(lái)定義Tk,為零塑性轉(zhuǎn)變溫度,用NDT表示。顯然,Tk因選用標(biāo)準(zhǔn)不同而異,使用Tk時(shí),一定要注意定義Tk的標(biāo)準(zhǔn)。鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
沖擊韌性:用一定尺寸和形狀的金屬試樣,在規(guī)定類(lèi)型的沖擊試驗(yàn)上受沖擊負(fù)荷折斷時(shí),試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功,稱(chēng)為沖擊韌性以αk表示。
目前常用的10×10×55mm,帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣,標(biāo)準(zhǔn)上直接采用沖擊功(J焦耳值)AK,而不是采用αK值。因?yàn)閱挝幻娣e上的沖擊功并無(wú)實(shí)際意義。
沖擊功對(duì)于檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉(zhuǎn)化最為敏感,而實(shí)際服役條件下的災(zāi)難性破斷事故,往往與材料的沖擊功及服役溫 度有關(guān)。 因此在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中常常規(guī)定某一溫度時(shí)的沖擊功值為多少 、還規(guī)定FATT(斷口面積轉(zhuǎn)化溫度)要低于某一溫度的技術(shù)條件。所謂FATT,即一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷后,對(duì)沖擊斷口進(jìn)行評(píng)定,當(dāng)脆性斷裂占總面積的50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。
由于鋼板厚度的影響,對(duì)厚度≤10mm的鋼板,可取得3/4小尺寸沖擊試樣(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸沖擊試樣(5×10×55mm)。但是一定要注意,同規(guī)格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下,才可按標(biāo)準(zhǔn)的換算方法,折算 成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣的沖擊功,再相互比較。
沖擊韌性指材料在受到外加沖擊負(fù)荷的作用下,斷裂時(shí)消耗的功除以試樣缺口斷面面積而得到的商值,即在規(guī)定溫度下,試樣抵抗沖擊載荷時(shí)所吸收的能量。' H( X$ S, G' I2 K% h
沖擊韌性的高低,取決于材料有無(wú)迅速塑性變形的能力。沖擊韌性高的材料,一般都有較高的塑性。但塑性指標(biāo)高的材料不一定都有高的沖擊韌性。這是因?yàn)樵陟o負(fù)荷下,能夠緩慢塑性變形的材料在沖擊負(fù)荷下不一定能迅速發(fā)生塑性變形。沖擊韌性是強(qiáng)度與塑性的綜合指標(biāo),是強(qiáng)度和塑性兩者的函數(shù),但塑性對(duì)韌性的影響更大些。6 R- L* O: G" r5 J4 X
沖擊試樣中的缺口形式主要有兩種,即夏比V形缺口和夏比U形缺口試樣,所測(cè)得的沖擊吸收功分別用Akv和Aku表示。沖擊試樣的取樣方式也有兩種,即橫向取樣和縱向取樣(與鋼板軋制方向垂直為橫向,平行為縱向)。沖擊試樣的規(guī)格尺寸有三種,即標(biāo)準(zhǔn)試樣為55×10×10,小試樣為55×10×7.5或55×10×5,沖擊試樣的規(guī)格尺寸主要根據(jù)材料厚度可能制得的最大尺寸規(guī)格確定。
目前我國(guó)國(guó)內(nèi)用于容器設(shè)計(jì)制造的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定以夏比V形缺口、橫向取樣方式為主。沖擊試樣的缺口形式對(duì)沖擊韌性影響非常大,夏比V形缺口比夏比U形缺口更為尖銳,更能反應(yīng)材料的缺口和內(nèi)部缺陷對(duì)動(dòng)態(tài)載荷的敏感性。對(duì)于U形試樣,進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí),其沖擊功大部分消耗于裂紋的形成,而對(duì)V形缺口試樣,其沖擊功大部分消耗于裂紋的擴(kuò)展。U形缺口測(cè)得的沖擊韌性與V形缺口測(cè)得的沖擊韌性之間不存在對(duì)應(yīng)的換算關(guān)系。沖擊試樣的取樣方向規(guī)定為“橫向取樣”,主要考慮在鋼錠澆注時(shí),會(huì)形成偏析及含有雜質(zhì),在軋制鋼板的過(guò)程中,這些不均勻部分和雜質(zhì)會(huì)順著金屬延伸方向形成纖維狀組織,從而使鋼板平行于軋制方向的力學(xué)性能高于垂直方向的力學(xué)性能。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖擊試樣取樣方向與美國(guó)ASME的規(guī)定是不一致的,美國(guó)ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖擊試樣取樣方向?yàn)?ldquo;縱向取樣”,故對(duì)在國(guó)內(nèi)使用的國(guó)外進(jìn)口材料用于國(guó)內(nèi)的容器制造時(shí),應(yīng)注意沖擊試樣的取樣方向應(yīng)規(guī)定為“橫向取樣”。鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫沖擊韌性。通俗的講就是材料在受到外力的打擊或是沖撞時(shí)它所能抵抗破壞的能力,如冷軋鋼或合金鋼就比鑄鐵、鑄鋼等材料耐沖擊,這是因?yàn)殍T件脆所以不耐撞擊。
通俗的說(shuō)就是在受到抵抗意外沖擊的一種能力,和強(qiáng)度、硬度沒(méi)必然聯(lián)系。
鋼材的沖擊功影響因素
1.沖擊功的實(shí)驗(yàn)方法鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下斷裂時(shí)吸收機(jī)械能的一種能力,是衡量鋼材抵抗因低溫,應(yīng)力集中,沖擊荷載作用等所導(dǎo)致的斷裂能力的一項(xiàng)機(jī)械性能。
實(shí)驗(yàn)方法是用一定尺寸和形狀的金屬試樣,在規(guī)定類(lèi)型的沖擊試驗(yàn)上受沖擊負(fù)荷折斷時(shí),試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功,稱(chēng)為沖擊 韌性以αk表示。 目前常用的10×10×55mm,帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣,標(biāo)準(zhǔn)上直接采用沖擊功(J焦耳值)AK,而不是采用αK值。因?yàn)閱挝幻娣e上的沖擊功并無(wú)實(shí)際意義。
由于鋼板厚度的影響,對(duì)厚度≤10mm的鋼板,可取得3/4小尺寸沖擊試樣(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸沖擊試樣(5×10×55mm)。但是一定要注意,同規(guī)格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下,才可按標(biāo)準(zhǔn)的換算方法,折算 成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣的沖擊功,再相互比較。
2.沖擊功的主要影響因素鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
鋼材沖擊韌性不但和鋼材的質(zhì)量,試件缺口形狀,加載速度有關(guān),而且受溫度,特別是負(fù)溫度的影響較大,當(dāng)溫度低于某一溫度時(shí) ,鋼材的沖擊韌性將急劇降低,同時(shí)沖擊韌還和試件的厚度有關(guān),厚度越大韌性較低。
鋼板沖擊功Akv,AKV,AKU,什么是鋼板沖擊功,鋼板沖擊功是什么
沖擊韌性值是動(dòng)態(tài)底下的受力,不好根據(jù)其它東西確定的,沖擊值還跟試樣的表面光潔度有關(guān)哦