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1、 實驗五 斷裂韌性 K 測試試驗IC一、試樣的材料、熱處理工藝及該種鋼材的b和 值cy本實驗采用標準三點彎曲試樣(代號 SE( B),材料為 40Cr,其熱處理工藝如下： 熱處理工藝：860 C保溫 1h，油淬；220 C回火，保溫 0.51h ; 缺口加疲勞裂紋總長： 911mm (疲勞裂紋 23.5mm ) 不導(dǎo)角，保留尖角。 樣品實測 HRC50,從機械手冊中關(guān)于 40Cr 的熱處理實驗數(shù)據(jù)曲線上查得： 32。m ip =34% K=42MN , 1.1 222 y)B2.5(K/(41.466=2.5 X /1650) b =1.579mmy)2.5(K / b,所以 QQK 不滿足條
2、件，但滿足條 件，所以 KK K, K 無效。QQQ1 (2)坐標紙數(shù)據(jù)： 由 3086 11 型系列實驗記錄儀上取下記錄的 P-V 曲線，用取點法將坐標紙上的數(shù)據(jù)抄錄在 Origin 的數(shù)據(jù)表格上，然后乘以各自系數(shù)作岀 PV 曲線。 1、確定條件裂紋失穩(wěn)擴展載荷 P Q. N CL 10 8 6 4 - ,A -/ 7o 7 Slope=65.34483 - P-V Linear Fit of Data3_B 0 0.00 0.05 0.10 0.15 0 20 0.25 V(mm) 圖 1-3 P-V Lin ear Fit of Slopedata 截取 P-V 曲線上截取直線段部分 O
3、A,用 Linear Fit 進行直線擬合，求岀直線斜率 Slope=85.34483 V(mm) 圖 1 4 P-V 曲線 在圖 1-4 P-V 曲線上從原點 0 作一相對于直線 OA 部分斜率減少 5%的割線來確定裂紋擴展 2%時 相對應(yīng)的載荷 P, P 是割線與 P-V 曲線的交點縱坐標值： 55即取 x=0.1mm，y=0.1 X 85.34483 X 0.95=8.1078KN，所以在坐標紙上取點為( 0.1 , 8.1078),過(0, 0)和(0.1 , 8.1078 )做割線 與 P-V 曲線相交，讀岀其縱坐標值 4.5，由于在 P 以5前沒有比 P5 大的高峰載荷，則 P=P
4、=4.5KNo 5Q2、測定臨界裂紋(半)長度 a - a=1/3(a2+a3+a4)=1/3 (9.48+9.37+9.37 ) =9.41mm 在計算機數(shù)據(jù)處理過程中已經(jīng)得到，且試驗有 效。 3、計算條件斷裂韌性 K Q 。對于標準三點彎曲試樣按下式計算：表達式計算 K 和 a 值代入 K 將 PQQ S=80mm,B=10.02mm,W=19.92mm,a/W=9.41/19.92=0.472 ，=4.5KNFQa=2.44 )可以查得由材料 性能書中表 5-2Y ( WSP 33 10 80a4.5 10 Q23/m .44 31.18K MN Y() 2 Q2/33 323/ W)1
5、0.92 02 10 (19 BW10.的有效性 判定 K4、Q4.5=2.071.1 Pmax/PQ=9.3359/P=4.5KN， Pmax=9.3359KN，Q2 22 y)=0.8154mm，所以 B2.5(K 2.5(K/ b y)/=2.5 X (29.80/1650) QQ K 無效。，不滿足條件，但滿足條件，所以 K KKQQQ)(kN Force伽1 . ,)mmn (xial StraiA 0.000Axia-2.500l Fo-5.000rce -(7.500kN)-10.000 0.05000.10000.15000.20000.0000)mm Strain (alAxi 圖 1-5 PV 曲線圖 六、思考題 1、本實驗的重點是什么？ 答：本實驗的重點是了解金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌性 K 測試的基本原理、實驗裝置及試樣“的形 狀和尺寸，著重掌握 K 的測試過程，根據(jù)繪岀的 P-V 曲線確定裂紋失穩(wěn)擴展載荷 P; QIc測定臨界 裂紋（半）N 長度 a;計算條件斷裂韌性 K 并判斷 K 的有效性。QQ 2、為什么載荷傳感器和應(yīng)變引伸計需要經(jīng)常校驗？
斷裂韌性KIC測試試驗
