冲击仪器化试验方法标准的应用(Ⅰ)

    科学技术进步的历史证明，在某一个领域，山于新的仪器或者试验方法的出现，都将推动该测试技术领域的新发展。冲击试验的仪器化试验方法的贯彻，将使冲击试验从定性走向定量，从用一个中一冲击功表示冲击性能变为用冲击力一位移曲线和12个反映钢材冲击过程的性能参数表征，使冲击试验产生了质的飞跃。它将会促进冲击试验走向新的}JI-究和应用高潮

    1表而强化效应的研究^[1]

    众所周知，表而处理能提高钢材的疲劳极限，其原因有两个:一是提高了表而强度;一是使表而层产生残余压应力，这就降低了交变载荷的表层拉应力。过去仅用打表而硬度或X射线测量表而强化效果，这种方法的不足之处是不能把心部结合起来研究观察其提高的效果。用仪器化冲击试验机进行表而强化效应的}JI-究，不仅可以显示出表而强化或者弱化的效果，而日‘可以看到心部组织的作用。究其原因，是弯冲试验的特点引起的。因为冲击不论是简支梁， 还是悬臂梁试验方法，它们共同的特点是试样受力不均匀:试样缺口处受拉应力，而与其相对应的另一而受压应力。因此，缺口截而受力状态，有一个山拉伸变为压缩的过程，缺口根部受拉力最大。如果缺口表而状态有变化，例如:喷丸、镀层、滚压、表而淬火、渗碳及表而腐蚀等使表而强化或者弱化，那么冲击试验会对其强化或者弱化效果很敏感，将引起冲击力或者冲击功的增加或减少。

    2003年北京环境工程}JI一究院用北航JCSJ30-1数字冲击机对防锈铝合金表而经微弧氧化处理后表而的强化作用进行了}JI-究。表1给出了该铝合金板厚、镀层厚度和编号，相应的冲击力、冲击功及其性能相对变化率。

    从表1可以看出:

    a.随镀层厚度增加冲击力逐渐增大。当镀层厚度为213 μm时，20LF试样冲击力比基体测出的冲击力增加了98.60% 25 LF试样冲击力比基体的冲击力增加了92.3%可见，随镀层厚度增加，以防锈铝为基体的镀层抗弯冲击力的作用非常显著。换句话说，抗弯冲击力的大小可以作为衡量镀层强化性能的依据。

    b.随镀层厚度增加冲击功也逐渐增加，但增加数量不如冲击力明显，而日‘在镀层较薄时有波动。这是因为冲击功不仅取决冲击力，而日‘和试样的变形有关，因此把冲击功作为表而强化能力的依据还有待进一步研究。

    图1和!图2是2 mm厚度的防锈铝材20LF00和镀层厚度为213 μm  20LF60的冲击力一位移曲线。从两条曲线的比较上不难看出:山于采用两而同时氧化工艺，从图4的冲击力一位移曲线上看到，当受拉一而的镀层被拉断后，产生裂纹失稳扩展，至F止裂。止裂后的这部分曲线上其拉力仍比母材承受的最大力大，反映出受压而镀层对提高冲击能量的贡献。如果这个而不存在，裂纹失稳扩展的终止力F,会很低，其后的拉力也会大幅度下降。