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              金屬沖擊ASTM E23 推薦的剪切百分比測量方法

               發布時間:2008-11-05 點擊量:5216

              Charpy沖擊試驗中,必須進行三個關鍵參數的測量:總吸收功、橫向膨脹和剪切百分比面積。

                 目前,吸收功的測量和橫向膨脹的測量都是定量的,并且有的規定。但是剪切百分比面積的測量方法都是定性的,不準確的。
                 剪切百分比是脆性斷裂特性分析的三個Charpy參數中zui基本的、zui有意義的。 數字圖像分析對于剪切百分比面積測定是的、準確地、并便于使用的方法。ASTM E23標準已經提出建議使用該方法進行定量測量。
                
              ASTM E23標準中,按照精度的遞增順序,測量剪切百分比面積的五種方法依次是:1.測量斷裂面的平坦斷裂區域的長度和寬度,然后使用標準中的表格確定剪切百分比;2.將試樣的斷口形狀與標準中的斷口形狀圖表進行對比;3.放大斷裂表面,然后將其與預先校準的圖表對比,或者使用求積計或測面器測量剪切百分比;4. 以一定的放大倍率拍攝斷裂表面的照片,使用測面器或求積計測量剪切百分比面積;5. 采集斷裂表面的數字圖像,使用圖像分析軟件測量剪切百分比。
                  方法5和方法4比方法3更加,雖然方法4和方法5的度相差無幾,但是未來幾年,數字圖像在工業領域應用將會受到歡迎,尤其在需要測量剪切百分比的應用方面。
                  數字圖像系統就是能夠使用圖像分析技術簡單、、精密地測量剪切百分比斷裂面積。該系統通常由照相機、鏡頭、照明系統、數據采集軟件和圖像分析軟件組成。使用該方法測量剪切百分比需要采集斷裂表面的圖像、勾勒脆性面積和斷裂表面的外緣。軟件將自動集成這些面積確定剪切百分比面積。

               

                 的技術發展開始使用遠心鏡頭使得系統的測量更加,因為遠心鏡頭低失真、無視角誤差,開發的兩維標定技術減少了光學殘留誤差,使用該技術可以實現重測像素格,從而產生一個近乎無失真的圖像。圖像技術具有以下特點:
                 數字圖像系統測量通過多個階段的研究證實了數字圖像系統的性和準確性。*階段研究是校準研究。該階段,一個專業工作人員和一個非專業工作人員使用數字圖像系統確定該方法的性和準確性。使用的十字線(長度精度±2μm,寬度57μm),使用軟件勾勒出0.51×0.51cm的正方形區域,產生的面積匯總在表1中,平均值0.26 cm2說明精度非常高,測量值到面積的± 0.06 %,表明數字圖像系統非常,即使在工程或其他技術領域沒有專門培訓的人員也能夠測量出很好的結果。要在剪切面積測量中演示數字圖像系統的精度(不使用精密加工的工具,例如十字線),使用數字圖像系統在激光噴墨打印出來的11比例的Charpy試樣條的CAD圖上進行測量20%,40%,60%80%剪切面積(圖7)。懂得Charpy 沖擊試驗的技術人員和非技術人員使用數字圖像系統測定模擬剪切百分比面積。內部方形或圓形中心是脆性區域,韌性區域是剩余的外部區域面積。方形和環形都用來模擬Charpy試樣條上的不同輪廓。表2種的數據顯示的是每一個參加測試的人員進行三次不同的剪切百分比測量后測出結果的平均值和標準偏差。由于CAD圖的不確定性和打印機的偏差,該方法不能驗證數字圖像系統的精度。圖2所示,數字圖像系統證明其自身是的,zui大標準偏差是剪切面積的0.3%。這些結果也表明每個實驗室之間數字圖像系統精度是一致的。
              實驗演示了數字圖像軟件的三個重要特點:*、軟件使用簡便,無論專業技術人員或非專業技術人員都可以使用該軟件獲得相差無幾的測量結果;第二、數字圖像系統為那些能夠明顯識別的模擬斷裂面提供了的結果;zui后,系統提供了的測量結果。

              使用儀器化(示波)數據獲得的剪切百分比面積現代儀器化沖擊試驗系統可以提供非常的Charpy載荷-偏轉數據,從而用于確定脆性開裂起始載荷和裂紋捕獲載荷,這些關鍵載荷可以用于計算剪切百分比面積,從而解決了不能在斷裂表面看清脆性區域,尤其對于一些焊接金屬的難題。
              通過MPM和NIST實驗得出zui后結論是:剪切百分比面積可以地測量,并應作為有用的Charpy參數考慮,對于一般的Charpy試樣,可以預期測量精度在剪切面積的1%5%之間。

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