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1、材料的冲击试验实验内容及目的1、测定低碳钢、铸铁和中碳钢的冲击性能指标；冲击韧度 ak2、比较低碳钢与铸铁的冲击性能指标和破坏情况3、掌握冲击实验方法及冲击试验机的使用实验材料和设备低碳钢、中碳钢、铸铁、冲击试验机、游标卡尺试样的制备按照国家标准GB/T2291994金属夏比缺口冲击试验方法，金属冲击试 验所采用的标准冲击试样为并开有或深的形缺口的冲击试样（图 1）以及张角深 的形缺口冲击试样（图 2）。如不能制成标准试样，则可采用宽度为或等小尺寸 试样，其它尺寸与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。冲击试 样的底部应光滑，试样的公差、表面粗糙度等加工技术要求参见国家标准GB/T2
2、291994。a）（b）图 1 夏比 U 形冲击试样（a）深度为2mm ； （b）深度为5mm图2夏比V形冲击试样实验原理实验室将试样放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间，然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度叫，使其获得一定的位能 mgHl，释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的势 能为mgH-mgH2。如果忽略空气阻力等各种能量损失，则冲断试样所消耗的能量 (即试样的1 冲击2吸收功)为:Ak=mg(H1-H2)。Ak的具体数值可直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位为J，将冲击吸收 功Ak除以试样缺口底部的横截面积SN(cm2)，即可得到试
3、样的冲击韧性值ak。 /A !| / / II IJ J- I , 1Hll匸7支座a) (b)图 3 冲击实验的原理图(a)冲击试验机的结构图(b)冲击试样与支座的安放图实验过程1、了解冲击试验机的操作规程和注意事项。2、测量试样的尺寸3、按“取摆”按钮，摆锤抬起到最高处，并销住摆锤，同时将试样安放好4、按“退销”按钮，安全销撤掉。5、按“冲击”按钮，摆锤下落冲击试样。6、记录冲断试样所需要的能量，取出被冲断的试样。实验数据的记录与计算1) 数据记录与结果材料试样缺口处的横截 面面积A / mm2试样所吸收的能量Uk/J冲击韧度/MJ - m-2低碳钢66.6131542.312中碳钢75.
4、144580.772灰铸铁75.46060.079(2)计算过程思考题1、 为什么冲击试样要有切槽？ 答：试件中间的可刻槽处有应力集中，并处于不利的三向拉应力状态，呈脆 性断裂破坏。目的是模拟工程中实际构件有截面变化、沟槽、螺纹、螺孔等承受 冲击的不利情况。2、 比较低碳钢与灰铸铁的冲击破坏特点。 答：低碳钢和铸铁在冲击荷载作用下表现的性能和破坏特征:1) 低碳钢的拉伸过程可以分为弹性变形、屈服、强化和缩颈断裂四个阶段； 而铸铁在断裂之前只发生弹性变形。2) 低碳钢的拉伸断口可分为纤维区、放射区和剪切唇三部分组成，而铸铁 的拉伸断口为正断。3) 低碳钢和铸铁相比较，试样尺寸相同，但低碳钢的冲击吸收功远远大于 铸铁。
