機(jī)械沖擊試驗(yàn)臺(tái)由此可見,用分解沖擊功的方法,把沖擊功物理意義表達(dá)得比較清楚。其中,塑性變形功,尤其是裂紋擴(kuò)展功的大小,才真正顯示出被測材料的韌脆性質(zhì)。普通沖擊試驗(yàn)測出的沖擊在材料生產(chǎn)、加工工藝及機(jī)器零部件的檢驗(yàn)上積累了許多經(jīng)驗(yàn),它成功地應(yīng)用在以下方而。
a.沖擊功對材料的宏觀缺陷、顯微組織的差異等非常敏感,長期以來有效地用來檢定鋼材質(zhì)量和判斷冶金、加工和熱處理規(guī)程的適宜性,籍以控制和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。
b.由于沖擊功對鋼材隨溫度變化產(chǎn)生的韌脆轉(zhuǎn)變敏感,因此用來測定鋼材韌脆轉(zhuǎn)變趨勢及轉(zhuǎn)變溫度。為防比金屬構(gòu)件的冷脆、藍(lán)脆及重結(jié)晶脆性,大致估算構(gòu)建容許工作溫度,可提供一種經(jīng)驗(yàn)性判據(jù)。
c.沖擊試驗(yàn)對缺口非常敏感,因此用來評定金屬對大能量一次載荷的缺口敏感性。
d.多年來常用沖擊試驗(yàn)測定鋼材時(shí)效前后的沖擊功,確定鋼材的時(shí)效敏感性。
e.由于沖擊試驗(yàn)設(shè)備簡便,試樣加工容易,試驗(yàn)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),因此在與其它試驗(yàn)方法的配合上也引起了人們的重視。例如,斷裂韌性與沖擊功的關(guān)系上,建立了一些經(jīng)驗(yàn)公式。
可見,沖擊試驗(yàn)直接和間接地應(yīng)用于材質(zhì)的檢測是多方而的。但是,由于測出的沖擊功性能單一,而且缺乏準(zhǔn)確的物理意義(這一點(diǎn)后而還會(huì)提到),不能作為金屬構(gòu)件表征實(shí)際抵抗沖擊能力的判據(jù),只能相對近似地表征金屬抵抗已發(fā)生斷裂的再擴(kuò)展能力。又何況沖擊功,除了消耗在試樣斷裂的功之外,還包括軸的摩擦、機(jī)座振動(dòng)、空氣阻力以及試樣拋出等功在內(nèi)。
機(jī)械沖擊試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)用
a.曲線上顯示彈性功所占的比例大,塑性變形功很小,裂紋擴(kuò)展功幾乎為零,說明裂紋一旦形成,就立刻擴(kuò)展,直至斷裂,顯示出材料的脆性性質(zhì);
b.曲線彈性變形功比前者小,塑性變形功增加,裂紋擴(kuò)展功也有一定的增加,當(dāng)裂紋發(fā)展到一定尺寸后,產(chǎn)生失穩(wěn)擴(kuò)展,表現(xiàn)出材料的半脆性;
c.曲線3彈性變形功較小,塑性變形功進(jìn)一步增加,裂紋產(chǎn)生后,發(fā)生緩慢擴(kuò)展,直至斷裂也不產(chǎn)生失穩(wěn),充分顯示出材料的韌性性質(zhì)。
以上討論指出沖擊試驗(yàn)方法存在的問題,它妨礙了沖擊試驗(yàn)的廣泛應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展。為此,科學(xué)工作者在20世紀(jì)50年代開始利用“示波沖擊方法"測定沖擊力一時(shí)間及沖擊力一位移曲線,分解沖擊功,試圖從根本上解決沖擊功物理意義不準(zhǔn)確等問題。盡管受到科學(xué)技術(shù)不夠成熟的限制,所測結(jié)果不夠,但是利用信號(hào)放大、示波顯示和快速攝影方法,獲得了沖擊力一位移(撓度)曲線,并且把沖擊功分解成兩個(gè)部分,曲線所包圍的而積,表示試樣沖斷時(shí)所吸收的總功AK;裂紋形成功A/,它主要消耗于試樣的彈性變形、塑性變形以及裂紋形成;裂紋擴(kuò)展功A,它主要消耗于裂紋前沿微觀塑性變形及裂紋擴(kuò)展。對于不同金屬材料,即使總功A、相同,但由于上述兩部分功所占比例不同,材料的韌性也不相同。沖擊力一位移曲線可以反映出它們之間性能上的差異,
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