影响冲击试验结果的主要因素
由于冲击试验是在动态力作用下进行的,所以影响试验结果正确性和分散性的因素很多,这些影响因素主要有以下几个方面:
1、材料本身的材质因素
样品本身的化学成分、金相显微组织、品粒度及是否含有偏析、白点、裂纹以及非金属
夹杂物超标等冶金缺陷或过热、过烧、回火胞性等热加工缺陷都对样品的冲击性能产生影响
从而使冲击试验结果的离散性较大
2、试样加工制备因素
(1)取样部位和方向沿轧制方向取样,垂直于轧制方向开缺口,冲击值较高:垂直于轧制方向取样,顺着轧制方向开缺口,冲击值较低
(2)缺口的加工质量冲击试样的缺口尺寸及缺口根部的表面质量会影响试样的冲击性能缺口根部粗糙度低及缺口根部与缺口轴线平行的加工痕迹会使试样的冲击性能明显下降,冲击试样的缺口尺寸决定着缺口附近的应力集中程度,从而影响该试样的缺口冲击吸收能量ASTM E23冲击标准试验方法对缺口的影响做了研究,标准中给出了4340钢不同冲击试样缺口尺寸对结果的影响。见表4-8
表4-8 标准缺口尺寸改变对冲击吸收能量的影响
缺口尺寸/mm | 高能量试样/J | 中能量试样/J | 低能量试样/J |
标准尺寸试样 缺口深度2.0±0.025 缺口根部半径0.25±0.025 | 103±5.2 | 60.3±3.0 | 16.9±1.4 |
缺口深度2.13 | 97.9 | 56.0 | 15.5 |
缺口深度2.04 | 101.8 | 57.2 | 16.8 |
缺口深度1.97 | 104.1 | 61.4 | 17.2 |
缺口深度1.88 | 107.9 | 62.4 | 174 |
缺口根部半径0.13 | 98.0 | 56.5 | 1.6 |
缺口根部半径0.38 | 108.5 | 64.3 | 21.4 |
(3)试样尺寸增加试样的宽度或高度会使金属在冲击中塑性变形体积增加,从而导致试样冲击吸收能量的增加