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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划金属材料焊接工艺评定中的冲击试验温度是否就是材料的使用温度(共9篇)实验报告课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定批阅人：实验时间：2实验地点：实验室报告完成时间：2姓名：学号：班级：材同组实验者：指导教师：一、实验目的1.了解冲击韧性的含义及其表达方式。2.掌握金属冲击试验机的操作方法。3.分析温度对材料韧脆转变的影响，理解金属的低温脆性。二、实验原理1、冲击试验原理冲击载荷是指载荷在与承载构件接触的瞬间内速度发生急剧变化的情况，即有一定的加载速率
2、的载荷。冲击韧性是指金属材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功能力，常用标准试样的冲击吸收功AK来表示。冲击吸收功AK值越大，表明材料的抗冲击性能越好。本试验通过缺口试样的冲击弯曲试验来测量材料的冲击吸收功。缺口试样的冲击弯曲试验的原理如图1所示，试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。将试样水平放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向上。然后将具有一定质量m的摆锤举至一定高度H0，使其获得一定位能mgH0。释放摆锤冲击试样，摆锤的剩余能量为mgH1，侧摆锤冲击试样失去的位能mgH0-mgH1，即为试样变性和断裂所消耗的功，就是冲击吸收功AK。图1摆锤式冲击试验机图2V形缺口试样在冲击试验机上实际
3、操作过程中，冲击前先将指针调零，冲击完成后指针自动转向表盘上冲击吸收功AK所指的刻度处，单位为J，实验者只需按要求按放好试样，调零和读数即可，不需要测量H0和H1的大小。2、冲击试验试样冲击吸收功AK值与试样的尺寸、缺口形状和支撑方式有关。为了便于比较，国标给定了两种缺口的冲击弯曲标准试样，它们是U形缺口和V形缺口，本实验使用的是GB/T229-1994规定1010标准夏氏V型缺口试样，其尺寸为：10mm?10mm?55mm,2mm深V形缺口12mm，这里指出，用V型缺口试样测定的冲击吸收功用AKV表示，用U型缺口试样测定的冲击吸收功用AKU表示。3、低温脆性对于体心立方晶体金属及合金或某些密
4、排六方晶体金属及合金，特别是中低强度结构钢，在试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态转变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口形貌由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。转变温度tk为韧脆转变温度。低温脆性是材料的屈服强度随温度的降低急剧增加的结果。如图3所示，随着温度的降低，材料的屈服点?s升高，但其解理断裂强度?c却变化很小，于是两条线相交于一点，交点对应的温度即为tk。高于tk时，?c?s，材料受载后先屈服再断裂；低于tk时，外力先达到?c，材料变现为脆性断裂。图3?s和?c随温度变化三、实验设备及材料1、实验设备：冲击试验机、保温瓶、热电偶测温计。2、实
5、验材料：20Cr(10mm?10mm?55mm,2mm深V形缺口）、液氮、无水乙醇。四、实验内容1、试样预处理首先，取6个保温瓶，分别加入少量的无水乙醇。然后取18个V形缺口试样，分别放入6个保温瓶内完全浸没在无水乙醇中。再在每一个保温瓶中，分别插入数字显示式热电偶。一切准备就绪后，开始向每一个保温瓶中倾倒液氮，通过控制加入液氮量的多少，把6组试样的温度分别控制在室温、0、-25、-35、-45和-65左右，最后保温15分钟，使每一个保温瓶内的温度稳定下来。2、冲击试验保温结束后，开始对每一组试样进行缺口冲击试验。在取试样前先记录试样所在保温瓶的温度，把冲击试验机调好是其处于待命状态。然后迅速
6、用夹具取出试样，迅速准确地把试样置于试验机在载物台上，保证摆锤轴向与缺口中心线一致。最后，马上启动试验机使摆锤落下，冲击试样，记录表盘上所指示的冲击吸收功用AKV。3、观察断口所有试样冲击完成后，把6组试样收集在一起，观察其断裂形貌，分析其韧脆转变的倾向。五、试验结果及分析1、实验结果对6组试样全部进行完冲击试验后，整理试样温度和冲击吸收功等数据，得到如表1所示的试验数据。表1试验数据2、结果分析根据表1中的数据，做出冲击吸收功AKV随试验温度的变化曲线，如图4所示：分析图4，可以清晰地得出缺口试样在做冲击试验时，其冲击吸收功AKV随温度的降低下降明显，关系十分明确。冲击吸收功AKV减小，可以
7、定性的反映出材料的脆性有所增大，因此，可以得出随着温度的降低，材料脆性变大的结论。从而验证了材料的低温脆性。3.断裂形貌分析通过对六组试样的断裂形貌做宏观的观察对比，第一组试样的断裂有明显的塑性变形，且没有完全断开；第六组试样完全断开，且断口平齐，表现为脆断；试样从按温度从高到低，其断裂塑性变形越来越不明显，断裂形貌越来越倾向于脆性断裂，这也从另一反面验证了材料会出现低温脆性的规律。4、误差分析本实验的误差主要来自于三个方面：由于操作不准确，摆锤轴向与试样缺口中心线不一致，导致位能没有完全用于冲击试样；缺口的加工误差会对实验结果造成重要影响；试样本身材料的轧制方向不同，会在不同的方向呈现不同的
8、力学性能，对试验结果产生重要影响。六、体会NB/T4701447016-XX试题姓名：得分：一、选择题1以下承压设备用母材牌号的材料，哪一项不属于组别号Fe-1-1。A20B.Q235AC.Q245RD.Q345R2.以下哪个因素不属于专用焊接工艺评定因素。A重要因素B.客观因素C.补加因素D.次要因素3.焊接工艺评定要素中，改变混合焊剂的混合比例属于哪种焊接方法的重要因素A焊条电弧焊B.埋弧焊C.气焊D.钨极气体保护焊4.以下组别号为的母材评定合格的焊接工艺，适用于组别号为Fe-1-1的母材。AFe-1-2B.Fe-1-3C.Fe-1-4D.Fe-1-55.当规定进行冲击试验时，以下哪种焊接
9、方法在焊后热处理的保温温度或保温时间范围改变后要重新进行焊接工艺评定。A气焊B.螺柱电弧焊C.摩擦焊D.埋弧焊6.用焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊等焊接方法完成的试件，当规定进行冲击试验时，焊接工艺评定合格后，若试件母材厚度T6mm时，适用于焊件母材厚度的有效范围最小值为试件厚度T与两者中的较小值。A14B.15C.16D.187.除气焊、螺柱电弧焊、摩擦焊外，试件经超过上转变温度的焊后热处理，适用于焊件的最大母材厚度为。ATB.C.D.8.变更任何一个因素时，都需要重新进行焊接工艺评定。A重要B.次要C.补加D.以上全部9.当无法制备mm10mm55mm小尺寸冲击试样时，可免做冲击试验。
10、AB.5C.1010对厚度为20mm的对接焊缝试件进行侧弯实验时，弯心直径为mm。A20B.30C.40D.5011当焊件温度为-200时，应在始焊处范围内预热到15以上。A50mmC.40mmD.20mm12.奥氏体高合金钢与碳素钢、低合金钢之间相焊，选用焊接材料应保证焊缝金属的抗裂性能和力学性能。当设计温度超过时，宜采用镍基焊接材料。A525B.425C.37013.对于烘干温度超过350的焊条，累计烘干次数不宜超过次。A2B.3C.414.焊接不锈钢材料022Cr19Ni10所使用的焊条牌号为AA20215.奥氏体不锈钢最高道间温度不宜大于A100B.120C.15016.钢材类别Fe-
11、1中，规定的抗拉强度下限值大于或等于490MPa,且接头厚度大于25mm时，母材最低预热温度为A80B.100C.6017.对于母材类别Fe-4中，焊后热处理最低保温温度为A600B.650C.68018.下列属于埋弧焊的补加因素的有A改变电流种类或极性B.改变混合焊剂的混合比例C.预热温度比已评定合格值降低50以上D.添加或取消附加的填充丝19.换热管与管板的焊接工艺评定中，试件用换热管长度不小于mmA6020.整体分段热处理装入炉内加热，加热各段重叠部分长度至少为mmA1000二、填空题1.焊接工艺评定应在本单位进行。焊接评定所用设备、仪表处于正常工作状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准
12、，由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。2.专用焊接工艺评定因素分为重要因素、补加因素和次要因素。3.焊接工艺评定对接焊缝试件检验项目；外观检查、无损检测、力学性能试验和弯曲试验。4.当规定进行冲击试验时，仅对钢材和含镁量超过3%的铝镁合金焊接接头进行夏比V型缺口冲击试验，铝镁合金焊接接头只取焊缝区冲击试样。5.当试件焊缝两侧的母材之间、或焊缝金属和母材之间的弯曲性能有显著差别时，可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验。纵向弯曲时，取面弯和背弯试样各2个。6.对接焊缝试件的弯曲试样弯曲到规定角度后，其拉伸面上的焊缝和热影响区内，沿任何方向不得有单条长度大于3mm的开口缺陷。7.钢材
13、冲击试验温度不高于钢材标准规定冲击试验温度。8.宽度为或5mm小尺寸冲击试样的冲击功指标，分别为标准试样冲击功指标的75%或50%。9.堆焊检验项目包括渗透检测、弯曲试验、化学成分分析。10.换热管与管板焊接工艺评定试件中，换热管公称壁厚b时，评定合格的焊接工艺适用于焊件中换热管公称壁厚不得超过;当试件中换热管公称壁厚b时，评定合格的焊接工艺适用于焊件公称壁厚大于所有换热管的焊接。11.换热管与管板焊接工艺评定角焊缝厚度测定，在8个金相检验面上测定。每个角焊缝的厚度都应大于或等于2/3b.12.合适的焊接材料与合理的焊接工艺向配合，以保证焊接接头性能在经历制造工艺过程后，还满足设计文件规定和服
14、役要求。13制造单位应掌握焊接材料的焊接性能，用于压力容器的焊接材料应有焊接试验或实践基础。14.需要预热的焊件接头温度在整个焊接过程中应不低于预热温度。15.焊接环境出现下列任一情况时，应采取有效防护措施，否则禁止施焊：1）风速；气体保护焊大于2m/s,其他方法大于10m/s.2)相对湿度大于90%。3）焊件温度低于-2016.电弧擦上处需经修磨，使其均匀过渡到母材表面，修磨深度应不大于该部位母材厚度的5%，且不大于2mm，否则应进行补焊。17.耐热型低合金钢、高合金钢和标准抗拉强度下限值大于540Mpa的强度型低合金钢，宜采用冷加工的方法。18.焊后热处理工艺：1）焊件进炉时，炉内温度不得高于400；2）焊件升温到400后，加热区升温速度不应超过5500/PWHT/h,且不应超过220/h最小不低于55/h。3）焊件保温期间，加热区内最高与最低温度之差不得大于80。4）焊件温度高于400后，加热区降温速度不应超过7000/PWHT/h,且不应超过280/h最小不低于55/h。19.焊接返修技术；1）返修焊缝坡口，要进行表面无损检测，确认无缺陷。2）采用低氢型焊条。Fe-I类钢材，预热温度高于或等于100
