Page 29 - 理化检验-物理分册2022年第十一期

邹 鹏: 摆锤冲击吸收能量和断口测量结果的关系

定深度时, 出现平面应变状态, 裂纹快速扩展并形成
结晶区, 到了压缩区之后, 因为应力状态发生变化,
所以裂纹扩展速率再次减小, 出现了纤维区 [ 2 ] 。冲
击试验结果表明, 随着试验温度下降, 冲击吸收能量
下降, 纤维区面积减小, 结晶区面积增大。当结晶区
占整个断口面积 50% ( 剪切断面率为 50% ) 时的温
。
度即为 F ATT50

将沉 淀 硬 化 不 锈 钢 ASTM A705t yp e630 经

和
480 , 550 , 580 , 620 ℃ 时效温度处理后, 进行 K V2
剪切断面率测试, 结果如表 2 所示, 其中 620M 为增
加 调 整 处 理 的 试 样。 从 表 2 可 以 看 出,当

的
K V2>200J时, 剪切断面 率 为 100% , 随 着 K V2
下降, 剪切断面率也呈下降趋势, F ATT50 对应的 K V2
约为 50~55J 。 将 ASTM A705t yp e630-480 和

ASTM A705t yp e630-550 冲击试样的断口用扫描

电镜( SEM ) 观察, 结果如图 2 所示。由图 2 可知:
ASTM A705t yp e630-480 冲击试样断口为准解理 图 2 ASTM A705t yp e630-480 和 ASTM A705t yp e630-550 冲击

+韧性断口, 可见解理状态的丝状物质 [ 3 ] , 剪切断面 试样断口的 SEM 形貌

率 <50% ; ASTM A705t yp e630-550 冲击试样断口
材料在这一区域的压缩变形量, 因其测量比较困难,
完全为韧性断口, 又有一定数量的韧窝, 剪切断面率
所以通常采用断裂平面上缺口对面的膨胀值, 即 L E
为 27J时对应试样的断面为

>50% , 可以判断 K V2 代替压缩变形量, ASME 《 锅炉及压力容器规范》 中
准解理断口。 的关系如图 3 所
规定不同零件最大有效厚度与 L E

和剪切断面率的测试结果
表2 ASTM A705t yp e630热处理后 K V2
示。由图 3 可知: 当零件最大有效厚度小于 35mm
材料 脆性 剪切 时, L E ≥0.40 mm ; 当 零 件 最 大 有 效 厚 度 大 于

/
K V2 J
状态 断面率 / % 断面率 / %
70mm 时, L E≥0.60mm 。
220 0 100

ASTM A705t yp e630-620M 216 0 100
204 0 100
172 20 80

ASTM A705t yp e630-620 190 11 89
198 7 93
160 12 88

ASTM A705t yp e630-580 130 21 79
120 24 76
76 39 61

ASTM A705t yp e630-550 70 38 62
图 3 不同零件最大有效厚度与 L E 的关系
74 35 65
将 低 温 材 料 ASTM A182 F22 钢 和 ASTM
48 52 48
A182F6NM 钢进行热处理后, 测试材料的力学性

ASTM A705t yp e630-480 46 55 45
, 结果如表 3 所示。从表 3 可以看出, 不同
能及 L E
42 59 41
变化趋势一致。
材料的 K V2 变化趋势均与 L E
)
3.2 侧膨胀值( L E 4 结论
测量材料在夏比 V 型冲击试样缺口根部区域

承受三轴应力条件下抵抗断裂的能力 [ 4 ] , 需要测量 ( 1 )由 于V型冲击试样缺口的敏感性较高, 在
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