1、冲击韧性测定试验史秋月实验学时 实验分组 实验性质 实验要求 所属课程2h 班人数/4 综合性 必做 材料性能学一、实验目的1.掌握冲击试验机的结构及工作原理2.掌握测定试样冲击性能的方法3.了解脆性和韧性材料断口的形貌特征及断裂机理。二实验内容测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，在电镜下观察断口形貌，并进行比较。三实验设备1.冲击试验机2.游标卡尺（a） （b）图 1-1 冲击试验机结构图四试样的制备若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用 U 型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据 GB/T229-1994 规定，见图 1-2。加工缺口试样时，
2、应严格控制其形状尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑无与缺口轴线平行的明显划痕。图 1-2 冲击试样五实验原理冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图 11（a）的支座处即图 1-3 的 B 处，将摆锤从 B 的位置（仰角为0）举至高度为 H 的 A 处（摆锤仰角 150） ，如图 1-3 示,自由落下，冲断试样即可。摆锤在 A 处所具有的势能为：E=GH=GL(1-cos) (1-1)冲断试样后，摆锤在 C 处所具有的势能为：E1=Gh=GL(1-cos)。 (1-2)势能之差 E-E1,即为冲断试样所消耗的冲击功 AK:AK=E-
3、E1=GL(cos-cos ) (1-3) 式中，G 为摆锤重力（N） ；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离） （mm） ； 为冲断试样前摆锤扬起的最大角度； 为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。h图 1-3 冲击试验原理图六实验步骤1.测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸，输入液晶控制器。2.根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤型号。3.安装试样。如图 14 所示。图 1-4 冲击试验示意图4.进行试验。将摆锤举起到高度为 H 处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样。5.记录显示屏上所示的冲击功 AKU 值及冲击韧性值，取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。6.冲击试验要特别注意人身的安全。七实验结果处理1.计算冲击韧性值 KU. KU = 0SAKU(J/cm2) (1-4)式中,A KU 为 U 型缺口试样的冲击吸收功(J); S0 为试样缺口处断面面积(cm 2)。冲击韧性值 KU 是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸缺口形状试验温度等的变化而不同。2.比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸收的功。观察破坏断口形貌特征。根据电镜观察的断口形貌特征，分析两种材料的断裂机制。八思考题1. 冲击韧性值 KU 为什么不能用于定量换算，只能用于相对比较？2. 冲击试样为什么要开缺口？
