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壓力管道材料沖擊試驗(yàn)

 

材料抵抗沖擊載荷的能力稱為材料的沖擊性能。沖擊載荷是指以較高的速度施加到零件上的載荷,當(dāng)零件在承受沖擊載荷時(shí),瞬間沖擊所引起的應(yīng)力和變形比靜載荷時(shí)要大得多。因此,在制造承受沖擊載荷的零件時(shí),就必須考慮到材料的沖擊性能。

 

根據(jù)試樣的形狀和斷裂的方法,試驗(yàn)大致可分為拉力沖擊、扭轉(zhuǎn)沖擊和彎曲沖擊3種類型。常用的試驗(yàn)方法是彎曲沖擊試驗(yàn),彎曲沖擊試驗(yàn)可分為肱梁式(即夾緊試樣一端而沖擊另一端,稱艾氏沖擊)和橫梁式(即簡支梁式,試樣不夾緊)。橫梁式?jīng)_擊試驗(yàn)可在不同溫度下進(jìn)行,是應(yīng)用最廣泛的一種沖擊試驗(yàn)方法。沖擊試驗(yàn)是試樣在沖擊試驗(yàn)力的作用下的一種動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)。沖擊試驗(yàn)對(duì)材料的缺陷很敏感,它能靈敏地反映出材料的宏觀缺陷、顯微組織的微小變化和材料質(zhì)量,因此沖擊試驗(yàn)是生產(chǎn)上用來檢驗(yàn)冶煉、熱加工、熱處理工藝質(zhì)量的有效方法。

 

1.沖擊試驗(yàn)試樣

 

沖擊試驗(yàn)試樣需要把要試驗(yàn)的材料制成試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定形狀和尺寸。試樣取樣位置和方法應(yīng)按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。各種試驗(yàn)方法所用的試樣有有缺口與無缺口之分,加缺口是為了改變?cè)嚇訑嗔褧r(shí)的應(yīng)力分布,試樣按缺口形狀分有V形、U形和鑰孔形3種,沖擊試樣又有標(biāo)準(zhǔn)試樣和小尺寸試樣之分。

 

2.沖擊試驗(yàn)設(shè)備

 

沖擊試驗(yàn)設(shè)備主要是沖擊試驗(yàn)機(jī)。沖擊試驗(yàn)機(jī)按做試驗(yàn)的材料上分金屬試驗(yàn)機(jī)和非金屬試驗(yàn)機(jī),金屬試驗(yàn)機(jī)主要是各種金屬的沖擊性能測試,通常沖擊功比較大;非金屬試驗(yàn)機(jī)各種塑料、橡膠的沖擊性能測試,通常沖擊功較小。從試驗(yàn)方式上分為擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)和落錘沖擊試驗(yàn)機(jī),擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)又分為半自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、微機(jī)屏顯擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、常溫全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、低溫全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、高低溫全自動(dòng)擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)等。全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī)由沖擊機(jī)主機(jī)、控制系統(tǒng)、試樣盒、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等部分組成。低溫全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī)由沖擊機(jī)主機(jī),控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、試樣盒、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等部分,低溫范圍:室溫至-196℃。高低溫全自動(dòng)擺錘沖擊機(jī)由沖擊機(jī)主機(jī)、控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、高溫箱、試樣盒、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等部分組成,低溫范圍室溫至-196℃,高溫范圍100900℃。典型的擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)及實(shí)物如下圖所示。

 

3.沖擊試驗(yàn)性能測定

 

沖擊試驗(yàn)前,按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定從需要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的材料中取樣并加工好沖擊試樣和數(shù)量,根據(jù)所試驗(yàn)材料的牌號(hào)和熱處理工藝,估計(jì)試樣沖擊吸收功的大小,選擇合適的沖擊試驗(yàn)機(jī),使試樣折斷的沖擊吸收功在所用試驗(yàn)機(jī)最大能量的10%~90%范圍內(nèi)。試樣試驗(yàn)溫度應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)定。通過沖擊試驗(yàn)可得到每個(gè)沖擊試樣的沖擊吸收能量;金屬材料沖擊試驗(yàn)還可通過試樣不同溫度下的沖擊試驗(yàn)系列得到吸收能量——溫度曲線、側(cè)膨脹值——溫度曲線、剪切斷面率——溫度曲線,從而得到由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的所試驗(yàn)材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度、無延性轉(zhuǎn)變溫度等。

 

4.沖擊試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)

 

原材料、焊接接頭的沖擊試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)按試驗(yàn)材料制造、安裝環(huán)節(jié)涉及的材料產(chǎn)品制造標(biāo)準(zhǔn)或焊接工藝評(píng)定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定,壓力管道使用期間按合于使用評(píng)價(jià)規(guī)定進(jìn)行的沖擊試驗(yàn)結(jié)果,則按相關(guān)合于使用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定評(píng)價(jià)。


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