工程材料与成形技术
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1.3 冲击韧性

以一定加速度作用于受力物体的载荷称为冲击载荷或动载荷。在冲击载荷作用下,金属抵抗断裂的能力称为冲击韧性。

金属的冲击韧性指标由冲击试验(如图1.5所示)测定。先将被测金属制成有U型(或V型)缺口的标准冲击试样,再将试样放在试验机支座的支撑面上,缺口背向摆锤冲击方向,然后将重量为G的摆锤举至一定高度H1,最后摆锤自由落下将试样冲断,并反向摆至一定高度H2。通常,以试样在一次冲击试验力作用下冲断时所吸收的能量作为冲击韧性的指标,称为冲击吸收能量,符号为K,单位为J。

实际试验时,K 值可从试验机刻度盘上直接读出。我国习惯上以冲击韧度aK(单位为J/cm2)作为冲击韧性指标。

式中:

S——试样缺口处横截面积(cm2)。

冲击吸收能量(K)或冲击韧度(aK)越大,材料的冲击韧性越好,受到冲击时越不易断裂。材料的aK值大小受很多因素影响,不仅与试样形状、表面粗糙度、内部组织有关,还与温度密切相关,因此冲击韧性值一般只作为选材时的参考,而不作为计算依据。

图1.5 摆锤式冲击试验原理

由于冲击韧性对材料内部的缺陷和组织变化十分敏感,且测定操作简便,因此常用于检验材料成形加工和热处理的质量。