沖擊功 沖擊功Ak 沖擊韌性ak
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)?!?/p>
而用試樣缺口處的截面積F去除Ak,可得到材料的沖擊韌度(沖擊值)指標(biāo),即ak=Ak/F,其單位為kJ/m2或J/cm2?!?/p>
因此,沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞?!?/p>
一般把ak值低的材料稱為脆性材料,ak值高的材料稱為韌性材料。
ak值取決于材料及其狀態(tài),同時與試樣的形狀、尺寸有很大關(guān)系。ak值對材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷、顯微組織的變化很敏感,如夾雜物、偏析、氣泡、內(nèi)部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使ak值明顯降低;同種材料的試樣,缺口越深、越尖銳,缺口處應(yīng)力集中程度越大,越容易變形和斷裂,沖擊功越小,材料表現(xiàn)出來的脆性越高。因此不同類型和尺寸的試樣,其ak或Ak值不能直接比較。
材料的ak值隨溫度的降低而減小,且在某一溫度范圍內(nèi),ak值發(fā)生急劇降低,這種現(xiàn)象稱為冷脆,此溫度范圍稱為“韌脆轉(zhuǎn)變溫度(Tk)”?!?/p>
沖擊韌度指標(biāo)的實際意義在于揭示材料的變脆傾向。沖擊韌性值akv(u)沖擊吸收功除以試樣缺口處底部橫截面積所得的商。單位為焦耳/厘米2(J/cm2)或公斤力 . 米/厘米2(Kgf . m/cm2)。計算公式為:式中:Akv(u)--試樣折斷時所吸收的功,Kgf . m(J);S --試樣缺口處底部橫截面面積,cm2。常溫沖擊試驗溫度為20±50C;低溫沖擊試驗溫度范圍為<15~-1920C;高溫沖擊試驗溫度范圍為35~10000C。低溫沖擊試驗所用冷卻介質(zhì)一般為無毒、安全、不腐蝕金屬和在試驗溫度下不凝固的液體或氣體。如無水乙醇(酒精)、固態(tài)二氧化碳(干冰)或液氮霧化氣(液氮)等。