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金屬斷裂韌性測試詳解:操作步驟和檢測工具一覽!

 更新時間:2023-12-19 點擊量:930

金屬斷裂韌性測試是一個關(guān)鍵的領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)和工程中,旨在評估金屬材料在存在尖銳裂紋的情況下的抗斷裂性能。這項測試不僅為我們提供了有關(guān)材料行為的深刻洞察,還為工程設(shè)計和材料選擇提供了寶貴的信息,以確保金屬部件在各種應(yīng)力條件下都能夠可靠地工作。

ASTM E399標(biāo)準(zhǔn)明確定義了一種測試方法,它通過使用1.6毫米或更大厚度的預(yù)裂紋樣品來評估金屬材料的斷裂韌性。這一標(biāo)準(zhǔn)可以采用拉伸或三點彎曲的方式進行測試,以模擬不同的加載情況。其核心目標(biāo)之一是確定裂紋jian端附近的應(yīng)力狀態(tài),通常會接近三拉伸平面應(yīng)變,以幫助我們理解材料在此條件下的性能。

本文科準(zhǔn)測控小編將深入探討金屬斷裂韌性測試的原理、方法和應(yīng)用。我們還將討論測試過程中涉及的關(guān)鍵概念,如裂紋jian端塑性區(qū)的影響、試樣厚度的選擇以及測試結(jié)果的分析。

一、測試原理

金屬斷裂韌性測試通過使用預(yù)裂紋樣品,在中性環(huán)境下模擬存在尖銳裂紋的條件,以評估金屬材料在受到高度拉伸約束的情況下抵抗斷裂的能力,進而幫助理解材料的裂紋行為和提高工程項目的安全性和可靠性。

二、測試標(biāo)準(zhǔn)

參考標(biāo)準(zhǔn)ASTM E399進行試驗

三、測試儀器

1、伺服液壓試驗機

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2、楔形夾具和三點彎曲夾具

 

image.png 

3、雙懸臂位移計

四、測試流程

image.png 

步驟一、樣品準(zhǔn)備

按照標(biāo)準(zhǔn)中的描述,準(zhǔn)備缺口樣品。

測量并記錄樣品的寬度和厚度。

對每種材料條件至少進行三次測試。

步驟二、夾具選擇

將樣品放在拉伸夾具或彎曲夾具上,具體選擇取決于測試需求。

步驟三、連接位移計

將雙懸臂位移計連接到試樣的裂紋開口處。

步驟四、施加加載

以一定的加載速率施加載荷,使得初始彈性位移期間應(yīng)力強度因子的增加速率在 0.55 2.75 MPa√m/s30 150 ksi√in/min)之間。

持續(xù)加載,直到樣本無法承受所施加的力的進一步增加。

記錄最大力。

步驟五、測量裂紋尺寸

測量斷裂后裂紋前沿的中間厚度和兩個四分之一厚度位置,以及裂紋前沿與試樣表面相交處的裂紋尺寸。

記錄載荷與裂紋口張開位移 (CMOD) 的關(guān)系。

步驟六、計算斷裂韌性

使用裂紋尺寸和載荷數(shù)據(jù),計算裂紋的斷裂韌性。通常使用J-積分或CTOD (Critical Tip Opening Displacement) 方法來計算。

步驟七、計算屈服強度

屈服強度是指材料在開始塑性變形之前的最大應(yīng)力。

根據(jù)測試數(shù)據(jù)中的載荷-位移曲線,找到在彈性區(qū)域結(jié)束后的應(yīng)力值,這個值就是屈服強度。

 

以上就是小編介紹的金屬斷裂韌性測試的內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于金屬斷裂韌性測試方法、測試標(biāo)準(zhǔn)、測試試驗報告,金屬斷裂韌度,金屬的斷裂韌度試驗方法,伺服液壓試驗機原理等問題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,科準(zhǔn)測控技術(shù)團隊為您免費解答!

 

 


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