CN111024492A - 一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置及试验方法，属于冶金检测技术领域。该装置包括钳口支撑块（1）、紧固螺栓（2）、夹紧钩（3）、垫片（4）、样片凹台（7）。通过紧固螺栓（2）与夹紧钩（3）固定在冲击试验台横梁（5）与冲击试验台（6）上。通过采用薄板冲击性能检测的试样夹持装置，进行薄板冲击性能的检测方法，解决夏比冲击试验评测高强度薄钢板低温脆性在冲击过程中容易发生样片翘曲的现象，实现了对高强度薄钢板低温冲击强度的评测，保证试验结果的准确性。装置具有制作简单、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置及试验方法，属于冶金检测技术领域。
背景技术
车辆制造业对高强度薄钢板的低温脆性要求严格，二次加工脆性（SWE）试验是一种评估冲压后的软钢板在不同温度状态下落锤冲击性能优劣的试验方法，可用于软钢的低温脆性性能评测，这个试验通过机加工使薄圆片制成杯状并使杯沿平坦。对于高强度钢板而言，因其冲压性能与软钢相差较多，在冲制杯状试样过程中容易产生开裂现象，因此，二次加工脆性不太适用于高强度薄钢板的低温脆性性能评测。
夏比冲击试验是评测韧性和韧脆转变温度最为普遍的方法，可用于高强钢的低温脆性性能评测，但其对试样的厚度有特定要求，根据《金属夏比缺口冲击试验方法》（GB/T229-2007），通常标准试样的厚度为10mm，最小厚度为2.5mm。但先进高强钢薄钢板的厚度一般＜2.5mm，因在冲击过程中容易发生样片翘曲现象（如图5所示），影响试验结果的准确性。因此，需要设计一种用于摆锤式冲击试验机上检测薄板冲击性能的辅助装置和试验方法，解决夏比冲击试验评测高强度薄钢板低温脆性在冲击过程中容易发生样片翘曲的现象，保证试验结果的准确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置及试验方法，解决夏比冲击试验评测高强度薄钢板低温脆性在冲击过程中容易发生样片翘曲的现象，保证试验结果的准确性。
解决此技术问题的技术方案是：
一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置，包括冲击试验台横梁、冲击试验台，还包括钳口支撑块、紧固螺栓、夹紧钩、垫片、样片凹台，所述钳口支撑块为长条形钢板，在钢板一侧设置有样片凹台，所述垫片形状与试样相匹配，所述夹紧钩一端为连体钢板，设置有螺栓孔，一端设置有C型钩形结构钩体，所述紧固螺栓与夹紧钩上的螺栓孔相匹配装配。
所述样片凹台得长度为23-30毫米，深度为0.01-0.4毫米。由于薄板试样的厚度不固定，该凹台的作用，是在配合与样品相同厚度的垫片后，在拧紧紧固螺栓的情况下，凹台能和样品保持一个间隙，不至于在冲击时试样被夹持装置卡死。使用时和垫片同时使用，垫片和样品同时制备，厚度相同，凹台与平台之间的间隙大于样品厚度。
所述夹紧钩设置有2-3条C型钩形结构钩体。
基于采用上述用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置的薄板冲击性能检测方法，检测步骤为：
a.制作薄板冲击试样（8）；
b.采用同样材质制作垫片（4），垫片（4）的形状与不带缺口的试样形状一致；
c.将钳口支撑块（1）放置在冲击试验台（6）的冲击试验台横梁（5）上，将带有样片凹台（7）的一侧向下，放置在试验台横梁（5）内侧，将垫片（4）放置在钳口支撑块（1）与冲击试验台横梁（5）之间非样片凹台（7）一侧；将夹紧钩（3）套入钳口支撑块（1）、冲击试验台横梁（5），下部C型钩形结构钩体钩住冲击试验台横梁（5）的下端面，上部通过紧固螺栓（2）紧固在钳口支撑块（1）的上端面，拧紧紧固螺栓（2）；在冲击试验台（6）的冲击试验台横梁（5）的另一侧按照上述步骤设置另一套试样夹持装置；
d.调节两套夹持装置之间的位置，保证两套样片凹台（7）的上表面在同一水平面；
e.调整两套夹持装置之间的位置的距离，保证两套钳口支撑块（1）相对侧面之间的距离为20-30毫米，保证平台间距大于摆锤通过平台部分的厚度；
f.测试样片凹台（7）部位的厚度应与试样（8）相匹配，可通过加垫0.1mm厚度薄钢板调节；
g.开启试验机，按照试验要求空打3到4次后，用试验机附带的缺口钳子，把试样（8）沿夹紧模块和平台之间的空隙，安放在中间位置开始试验。
所述测定试样厚度范围为0.5-2.5毫米。
所述试验机采用夏比V型（或U型）缺口冲击试验机，刀刃圆弧半径为2毫米，冲击能量30-100焦耳。
本发明的有益效果是：装置具有制作简单、操作方便、结果稳定的特点，通过运用装置的实验方法，解决夏比冲击试验评测高强度薄钢板低温脆性在冲击过程中容易发生样片翘曲的现象，实现了对高强度薄钢板低温冲击强度的评测，保证试验结果的准确性。
附图说明
图1是本发明装置的示意图；
图2是本发明装置主视图；
图3是本发明装置侧视图；
图4是本发明装置与冲击试验台（单侧）装配示意图；
图5是本发明装置与冲击试验台（双侧且含样品）装配示意图；
图6是本发明装置与夏比V型缺口冲击试验机装配使用状态图；
图7是本发明置与夏比V型缺口冲击试验机装配使用的局部放大图；
图8是本发明钳口支撑块主视图；
图9是本发明钳口支撑块俯视图；
图10是本发明夹紧钩主视图；
图11是本发明夹紧钩侧视图；
图中标记：钳口支撑块1、紧固螺栓2、夹紧钩3、垫片4、冲击试验台横梁5、冲击试验台6、样片凹台7、试样8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细的描述。
实施例1
采用本装置测定1300MPa级材料的试样在未变形状态，分别进行20℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃、-70℃共10个温度条件下的冲击试验。采用55×1.2×10毫米非标准试样，V型缺口深度为2毫米。选用试验机采用夏比V型缺口冲击试验机，刀刃圆弧半径为2毫米，冲击能量100J。
一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置，包括冲击试验台横梁5、冲击试验台6，还包括钳口支撑块1、紧固螺栓2、夹紧钩3、垫片4、样片凹台7，所述钳口支撑块1为长条形钢板，在钢板一侧设置有样片凹台7，所述垫片4形状与试样8相匹配，所述夹紧钩3端为连体钢板，设置有螺栓孔，一端设置有C型钩形结构钩体，所述紧固螺栓2与夹紧钩3上的螺栓孔相匹配装配。所述样片凹台7得长度为25毫米，深度为0.2毫米。所述夹紧钩3设置有2条C型钩形结构钩体。
基于采用此装置的薄板冲击性能检测方法，检测步骤为：
a．制作薄板冲击试样8，试样为55×1.2×10毫米非标准试样，V型缺口深度为2毫米；
b.试样采用同样材质制作垫片4，垫片4的形状与不带缺口的试样形状一致；
c.将钳口支撑块1放置在冲击试验台6的冲击试验台横梁5上，将带有样片凹台7的一侧向下，放置在试验台横梁5内侧，将垫片4放置在钳口支撑块1与冲击试验台横梁5之间非样片凹台7一侧；将夹紧钩3套入钳口支撑块1、冲击试验台横梁5，下部C型钩形结构钩体钩住冲击试验台横梁5的下端面，上部通过紧固螺栓2紧固在钳口支撑块1的上端面，拧紧紧固螺栓2；在冲击试验台6的冲击试验台横梁5的另一侧按照上述步骤设置另一套试样夹持装置；
d．调节两套夹持装置之间的位置，保证两套样片凹台7的上表面在同一水平面；
e．调整两套夹持装置之间的位置的距离，保证两套钳口支撑块（1）相对侧面之间的距离为20毫米；
f. 测试样片凹台7部位的厚度是否与试样8相匹配，可通过加垫0.1mm厚度薄钢板调节；
g.开启试验机，按照试验要求空打3次后，用试验机附带的缺口钳子，把试样8沿夹紧模块和平台之间的空隙，安放在中间位置开始试验。
试验结果见表1
表1 试样冲击试验的结果数据
实施例2
采用本装置测定1300MPa级材料的试样在预拉伸3%状态下，分别进行20℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃、-70℃共10个温度条件下的冲击试验。采用55×1.2×10毫米非标准试样，V型缺口深度为2毫米。选用试验机采用夏比V型缺口冲击试验机，刀刃圆弧半径为R2，冲击能量50J。
一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置，包括冲击试验台横梁5、冲击试验台6，还包括钳口支撑块1、紧固螺栓2、夹紧钩3、垫片4、样片凹台7，所述钳口支撑块1为长条形钢板，在钢板一侧设置有样片凹台7，所述垫片4形状与试样8相匹配，所述夹紧钩3端为连体钢板，设置有螺栓孔，一端设置有C型钩形结构钩体，所述紧固螺栓2与夹紧钩3上的螺栓孔相匹配装配。所述样片凹台7得长度为23毫米，深度为0.01毫米。所述夹紧钩3设置有2条C型钩形结构钩体。
基于采用此装置的薄板冲击性能检测方法，检测步骤为：
a.制作薄板冲击试样8，试样为55×0.5×10毫米非标准试样，V型缺口深度为2毫米；
b.试样采用同样材质制作垫片4，垫片4的形状与不带缺口的试样形状一致；
c.将钳口支撑块1放置在冲击试验台6的冲击试验台横梁5上，将带有样片凹台7的一侧向下，放置在试验台横梁5内侧，将垫片4放置在钳口支撑块1与冲击试验台横梁5之间非样片凹台7一侧；将夹紧钩3套入钳口支撑块1、冲击试验台横梁5，下部C型钩形结构钩体钩住冲击试验台横梁5的下端面，上部通过紧固螺栓2紧固在钳口支撑块1的上端面，拧紧紧固螺栓2；在冲击试验台6的冲击试验台横梁5的另一侧按照上述步骤设置另一套试样夹持装置；
d.调节两套夹持装置之间的位置，保证两套样片凹台7的上表面在同一水平面；
e.调整两套夹持装置之间的位置的距离，保证两套钳口支撑块（1）相对侧面之间的距离为30毫米；
f.测试样片凹台7部位的厚度是否与试样8相匹配；
g.开启试验机，按照试验要求空打3次后，用试验机附带的缺口钳子，把试样8沿夹紧模块和平台之间的空隙，安放在中间位置开始试验。
试验结果见表2
表2 预拉伸3%试样冲击试验的结果数据
实施例3
采用本装置测定1300MPa级材料的试样在预拉伸6%状态，分别进行20℃、10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃、-70℃共10个温度条件下的冲击试验。采用55×1.2×10毫米非标准试样，V型缺口深度为2毫米。选用试验机采用夏比V型缺口冲击试验机，刀刃圆弧半径为R2，冲击能量30J。
一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置，包括冲击试验台横梁5、冲击试验台6，还包括钳口支撑块1、紧固螺栓2、夹紧钩3、垫片4、样片凹台7，所述钳口支撑块1为长条形钢板，在钢板一侧设置有样片凹台7，所述垫片4形状与试样8相匹配，所述夹紧钩3端为连体钢板，设置有螺栓孔，一端设置有C型钩形结构钩体，所述紧固螺栓2与夹紧钩3上的螺栓孔相匹配装配。所述样片凹台7得长度为30毫米，深度为0.4毫米。所述夹紧钩3设置有2条C型钩形结构钩体。
基于采用此装置的薄板冲击性能检测方法，检测步骤为：
a．制作薄板冲击试样8，试样为55×2.5×10毫米非标准试样，V型缺口深度为2毫米；
b.试样采用同样材质制作垫片4，垫片4的形状与不带缺口的试样形状一致；
c．将钳口支撑块1放置在冲击试验台6的冲击试验台横梁5上，将带有样片凹台7的一侧向下，放置在试验台横梁5内侧，将垫片4放置在钳口支撑块1与冲击试验台横梁5之间非样片凹台7一侧；将夹紧钩3套入钳口支撑块1、冲击试验台横梁5，下部C型钩形结构钩体钩住冲击试验台横梁5的下端面，上部通过紧固螺栓2紧固在钳口支撑块1的上端面，拧紧紧固螺栓2；在冲击试验台6的冲击试验台横梁5的另一侧按照上述步骤设置另一套试样夹持装置；
d．调节两套夹持装置之间的位置，保证两套样片凹台7的上表面在同一水平面；
e．调整两套夹持装置之间的位置的距离，保证两套钳口支撑块（1）相对侧面之间的距离为25毫米；
f. 测试样片凹台7部位的厚度是否与试样8相匹配，可通过加垫0.1mm薄钢板调节；
g.开启试验机，按照试验要求空打3次后，用试验机附带的缺口钳子，把试样8沿夹紧模块和平台之间的空隙，安放在中间位置开始试验。
试验结果见表3
表3 预拉伸6%试样冲击试验的结果数据
装置具有制作简单、操作方便、结果稳定的特点，通过运用装置的实验方法，解决夏比冲击试验评测高强度薄钢板低温脆性在冲击过程中容易发生样片翘曲的现象，实现了对高强度薄钢板低温冲击强度的评测，保证试验结果的准确性。
Claims (6)
1.一种用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置，包括冲击试验台横梁（5）、冲击试验台（6），其特征在于包括钳口支撑块（1）、紧固螺栓（2）、夹紧钩（3）、垫片（4）、样片凹台（7），所述钳口支撑块（1）为长条形钢板，在钢板一侧设置有样片凹台（7），所述垫片（4）形状与试样（8）相匹配，所述夹紧钩（3）一端为连体钢板，设置有螺栓孔，一端设置有C型钩形结构钩体，所述紧固螺栓（2）与夹紧钩（3）上的螺栓孔相匹配装配。
2.如权利要求1所述用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置，其特征在于所述样片凹台（7）的长度为23-30毫米，深度为0.01-0.4毫米。
3.如权利要求1所述用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置，其特征在于所述夹紧钩（3）设置有2-3条C型钩形结构钩体。
4.基于采用权利要求1-3所述用于薄板冲击性能检测的试样夹持装置的薄板冲击性能检测方法，其特征在于，检测步骤为：
a.制作薄板冲击试样（8）；
b.采用同样材质制作垫片（4），垫片（4）的形状与不带缺口的试样形状一致；
c.将钳口支撑块（1）放置在冲击试验台（6）的冲击试验台横梁（5）上，将带有样片凹台（7）的一侧向下，放置在试验台横梁（5）内侧，将垫片（4）放置在钳口支撑块（1）与冲击试验台横梁（5）之间非样片凹台（7）一侧；将夹紧钩（3）套入钳口支撑块（1）、冲击试验台横梁（5），下部C型钩形结构钩体钩住冲击试验台横梁（5）的下端面，上部通过紧固螺栓（2）紧固在钳口支撑块（1）的上端面，拧紧紧固螺栓（2）；在冲击试验台（6）的冲击试验台横梁（5）的另一侧按照上述步骤设置另一套试样夹持装置；
d.调节两套夹持装置之间的位置，保证两套样片凹台（7）的上表面在同一水平面；
e.调整两套夹持装置之间的位置的距离，保证两套钳口支撑块（1）相对侧面之间的距离为20-30毫米；
f.测试样片凹台（7）部位的厚度应与试样（8）相匹配，可通过加垫0.1mm厚度薄钢板调节；
g.开启试验机，按照试验要求空打3到4次后，用试验机附带的缺口钳子，把试样（8）沿夹紧模块和平台之间的空隙，安放在中间位置开始试验。
5.如权利要求4所述薄板冲击性能检测方法，其特征在于所述测定试样（8）厚度范围为0.5-2.5毫米。
6.如权利要求4所述薄板冲击性能检测方法，其特征在于所述试验机采用夏比V型（或U型）缺口冲击试验机，刀刃圆弧半径为2毫米，冲击能量30-100焦耳。
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