文档介绍：机械制造基础实验指导书
佟宝才李忠明
北京邮电大学机电工程实验教学中心
实验一材料的冲击
一、实验目的
1. 了解冲击试验机的构造及使用方法。
2. 初步掌握金属材料韧性的测定方法。
3. 初步建立碳钢的含碳量与其冲击韧性间的关系。
二、实验概述
一次冲击弯曲试验是测定金属材料韧性的常用方法。它是将一定尺寸和形状的金属试
样放在试验机的支座上,再将一定重量的摆锤升高到一定高度,使其具有一定位能,然后
让摆锤自由下落将试件冲断。由下落将试样冲断。摆锤冲断试样所消耗的能量即为冲击功
值的大小代表金属材料韧性的高低。但习惯上仍采用冲击韧性值 a 表示金属材料
Ak 。Ak k
的韧性。冲击韧性 a 是用冲击功 A 除以试样断口处的原始横截面积来表示的。
k k F
退火状态碳钢的韧性随着含碳量的增加而逐渐下降。
三、实验设备及用品
冲击试验主要设备和用品为冲击试验机和测量试样尺寸用的游标尺。冲击试验机有手
动和半自动两种。常用的手动摆锤式冲击试验机如图 3-1 所示,试验时先把手柄 5 拨至“预
备”位置,然后将摆锤 7 稍加抬起并固定后,把试样放在支座的钳口 1 上,再把摆锤抬到
试验高度,把插销放入摆轴 6 的槽内。待一切准备完毕后,将手柄由“预备”位置拔至“冲
击”位置,这时摆锤就以摆轴为旋转中心而自由下落。当摆锤冲断试样后,其剩余能量又
使摆锤向另一方向扬起一定高度,这时将手柄再拨至“停止”位置,使摆锤停止摆动。
试样的冲击功 Ak 值由指针 4 指示。因为,当摆锤自由下落时,拨针 2 即随其一起转动。
待拨针碰到指针后,又带动指针一起转动。但当摆锤回摆,拨针反转时,指针停止不动。
这时指针在刻度盘 3 上指出的读数,即为试样所承受的冲击功值。
半自动摆锤式冲击试验机的构造原理与手动的基本相同,但摆锤的上扬与下击等均可
用按钮操纵电动机来完成。
四、冲击试样及材料
冲击试样的类型较多,我国 GB229-63 规定采用梅式试样作为标准试样。
本实验的试样材料每组采用退火状态的低碳钢一根。
五、实验步骤
。用游标尺测量试样缺口处的断面尺寸,并记下测量数据。
,先进行一次空击试验。如无不正常的摩擦及阻力存在,空击
后指针与刻度盘上的零点位置的误差应下于半小格(即 ·m,折合成国际单位
为 1N·m 或 1J)。
2
。在装置试样时应使试样缺口背向摆锤的刃口,并用找正样板使
试样处于支座的中心位置。然后按试样机的操作顺序进行试验。
值,并做好记录。
。
,对中碳钢冲击试样和高碳钢冲击试样进行冲击试验,并分别记下
有关的测量数据和冲击功值。然后观察试样的断口特征。
六、实验注意事项
,严禁站人,以防因摆锤运动或击断的试样飞出伤人。
,不准随便搬动摆锤和控制手柄。
,应将摆锤用支持架支柱。切不可将摆锤抬高到预备位置,以防摆
锤偶然落下时造成严重事故。
4. 当手柄在“预备”位置,摆锤已抬至预定的试验高度后,应平稳缓慢地将手放开,并
使插销插入摆轴的槽内,以防放手过急而冲断插销。
5. 当试样被冲断而摆锤尚在摆动时,不能将手柄拨回至“预备”位置,以防插销的头部
与摆轴发生摩擦或插销有可能插入摆轴的槽内而被冲断。
七、实验报告
,填写下表。
试验材试样缺口处断面尺寸冲击韧性
冲击功 A
料及其试验温 k 断口特征
高(cm ) 宽(cm) 断面积 a
处理状度 kgf·m k
态(cm 2 ) (N·m)
(J/cm 2 )
2. 根据实验测得的冲击韧性值,分析退火状态碳钢的含碳量与冲击韧性的关系,并画出其
关系曲线图。
3. 实验中会影响材料冲击韧性值的因素有哪些?本实验测得的冲击韧性值是否精确?为什
么?
3
实验二硬度实验
一、实验目的
1. 了解洛式硬度计的构造及使用方法。
2. 初步掌握洛式硬度值的测量方法。
3. 初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系。
二、实验概述
硬度试验设备简单,操作迅速方便,不需要专门制备试样,也不破坏被测试的工件。