* 匈牙利米什科尔茨 Bay Zoltán 应用研究基金会物流与生产系统研究所 ** 奥地利维也纳技术大学力学研究所 *** 美国科罗拉多州博尔德国家标准与技术研究所 摘要 基于摆锤的冲击试验方法通常称为夏比冲击试验,是一种成本效益较高的材料试验程序,无论是在产品验收还是在监督方面。本文试图简要回顾材料试验的总体发展历史,从 19 世纪下半叶工业化初期开始,并试图指出冲击试验在此期间的作用和地位。本文详细讨论了基于摆锤的冲击试验发展的几个时期。关键词 夏比冲击试验、材料试验史、仪器化冲击试验、摆锤冲击试验 引言 有人说过 (Harvey, 1984):“没有人能够文明或心智成熟,除非他认识到过去、现在和未来是不可分割的。”这句话同样适用于所有的科学技术领域,包括材料测试。本文重点介绍使用夏比试验方法进行材料试验的开发,该方法基于使用摆锤对样品施加冲击力。1979 年,皇家学会在“设计和服务中的断裂力学 - 与缺陷共存”会议上概述了该技术开发的一些里程碑,会上强调了冲击摆锤试验机的重要作用。本文以历史为导向,从材料韧性表征的角度阐明了冲击试验的发展。从历史上看,冲击摆锤试验方法和相关设备(几乎是其目前的形式)是由 SB Russell 于 1898 年(Russell,1898)和 G. Charpy 于 1901 年(Charpy,1901a,b)提出的。AGA Charpy(图 1)在法国《法国社会科学学会杂志》6 月刊和 1901 年 9 月在布达佩斯举行的国际材料试验协会大会论文集(见图 2)中介绍了他的基本思想。冲击试验程序似乎在 18 世纪上半叶被称为 Charpy 试验
摘要 基于摆锤的冲击试验方法,通常称为夏比试验,是一种成本效益较高的材料试验程序,无论是在产品验收方面还是在监督方面都是如此。本文试图简要回顾材料试验的总体发展历程,从 19 世纪下半叶工业化初期开始,并试图指出冲击试验在这一时期的作用和地位。本文详细讨论了基于摆锤的冲击试验发展的几个时期。关键词 夏比冲击试验、材料试验历史、仪器冲击试验、摆锤冲击试验 引言 有人说 (Harvey, 1984)“没有人是文明人或心智成熟的人,除非他意识到过去、现在和未来是不可分割的。”这句话同样适用于所有科学技术领域,包括材料测试。本文重点介绍了使用夏比试验方法进行材料测试的发展,该方法基于使用摆锤对样品施加冲击力。英国皇家学会在 1979 年召开的“设计和服务中的断裂力学 - 与缺陷共存”会议上概述了该技术发展的一些里程碑,强调了冲击摆锤试验机的重要作用。本篇以历史为导向的文章从材料韧性表征的角度阐明了冲击试验的发展。从历史上看,冲击摆锤试验方法和相关设备(几乎是其当前形式)是由 S. B. Russell 于 1898 年(Russell,1898)和 G. Charpy 于 1901 年(Charpy,1901a,b)提出的。A. G. A. Charpy(图 1)在 6 月出版的法国《法国社会科学杂志》上介绍了他的基本思想。Ing.Civ.de Francais 和 1901 年 9 月在布达佩斯举行的国际材料测试协会大会论文集(见图 2)。冲击试验程序似乎在 19 世纪上半叶被称为 Charpy 试验
今天,在各个行业中,需要作为一般质量控制测试。已经制定了几种工业标准以准确执行测试。必须在夏比冲击测试中确定动态断裂能及其与半经验方程式与断裂韧性的关系。在本研究中,具有标准ASTM E23样本量的AZ31镁合金的夏比冲击试验是通过凹槽深度,温度和凹槽角对断裂能的影响来衡量的。Taguchi和L18阵列已用于设计实验并根据所研究因素的数量获得最佳状态。通过使用ANOVA分析每个输入变量对目标参数的影响,并提取输入参数的值,以通过信号到噪声方法来最大化断裂能量的量。结果表明,凹槽深度对断裂能的影响最大,并且随着凹槽深度的增加而减小。还以60°的凹槽角在-10°C下在非横轴样品中获得最大化断裂能的最佳组合。
10 型式试验 ................................................................................................................................................................................................ 11 10.1 总则 ...................................................................................................................................................................................... 11 10.2 抗变形试验 ................................................................................................................................................................................ 12 10.3 断裂强力试验 ............................................................................................................................................................................. 12 10.4 疲劳试验 ............................................................................................................................................................................. 12 10.5 夏比冲击试验 ................................................................................................................................................................ 12 10.6 型式试验的验收标准 ................................................................................................................................................ 12 10.6.1 抗变形试验 ............................................................................................................................................................. 12 10.6.2 静强度试验和疲劳试验 ............................................................................................................................................. 12 10.6.3 夏比冲击试验 ............................................................................................................................................................. 13
本文件包含两种船用钢 EH36 和 HSLA 80 的延性-脆性过渡区断裂的实验和分析研究结果。文中给出了使用不同应变速率的拉伸、夏比和断裂韧性试验结果。断裂韧性通过 J 积分和裂纹尖端张开位移 (CTOD) 来量化。弹塑性有限元分析与局部失效准则相结合,推导出过渡区 J 和 CTOD 试验的尺寸极限。通过实验和分析探索了 J 和 CTOD 之间的关系。理论夏比断裂韧性关系用于预测钢的 CTOD 过渡曲线。对多种钢的夏比和 CTOD 转变温度进行了比较。
复合材料的使用已经显着增长,尤其是在轻质结构和生物医学应用的生产中。一种复合材料由玻璃纤维增强的聚合物材料组成。用25%切碎的玻璃纤维加固的 PA6-GF是该复合材料组的代表。 制造商建议将退火作为生产后的热处理过程。 但是,退火需要额外的设备和时间。 本文旨在研究非禁令PA6 GF对夏比冲击特性的影响。 根据BAS EN ISO 179-2:2021定义了夏比冲击属性测试的样品。 测试样品是在Flashforge Creator 3 Pro打印机上打印的,并且在Amsler RPK300设备上执行了测试。PA6-GF是该复合材料组的代表。制造商建议将退火作为生产后的热处理过程。但是,退火需要额外的设备和时间。本文旨在研究非禁令PA6 GF对夏比冲击特性的影响。根据BAS EN ISO 179-2:2021定义了夏比冲击属性测试的样品。测试样品是在Flashforge Creator 3 Pro打印机上打印的,并且在Amsler RPK300设备上执行了测试。
委员会正在麻省理工学院资助一项关于冶金结构对低碳钢脆性断裂影响的研究。随函附上该研究的第一份进度报告,编号为 SSC-102,题为《两种船用钢的微观结构与夏比冲击和低温拉伸性能的关系》,作者为 WS Uwen、DH Whitmore、CP Sullivan、BL Averbach 和 Morris Cohen。
AISI 630不锈钢被降水硬化(pH)硬化(pH)越来越多地用作Maraging钢。在这项研究中,在室温下检查了这些钢的微结构和某些拉伸性能。此外,通过对pH钢进行夏比冲击测试来计算材料的冲击吸收能。该值计算为138.9 J,非常接近其他研究人员获得的值。
材料和商业生产的板材 实验室焊接钢 未焊接板材的机械试验 基体板和焊接工艺的 GLE 处理微观结构 CVN 测试 V 型缺口的硬度分布 焊接热影响区微观结构 结果和讨论 板材 GLE 处理钢 化学条件对 GLE 处理钢焊接钢韧性的影响 焊缝韧性 GLE 处理样品焊接热影响区韧性的评估 焊缝微观结构 结论 参考文献 附录 A 被研究板材的个别横向 CMrpy V 型缺口试验结果 附录 B 个别@arpyV-Notch 测试结果来自 ES–Weld–Sim'Ulation Gleeble 样本 AFHH!JDIX C 单独的 Charpy V-Not&Trest 结果来自 SA-Ileld-Simulation Gleeble 样本 APP~IXD 单独的 CMrjyV-Notch 数据用于 Elextroslag-Weld@d 钢 (1000 lu/irl)
高强度钢,许多规范都涵盖了可用于船舶结构的高强度钢的缺口韧性。MIL-S-16216 规范涵盖了 HY-80 钢的缺口韧性要求,HY-80 钢是一种低碳镍铬钼钢。淬火和回火状态下的钢的夏比 V 型缺口冲击试验值的最低要求是厚度为 2 英寸或以下的钢板为 60 英尺磅,厚度为 2 英寸以上的钢板为 30 英尺磅。