钢材在进行缺口冲击试验时,摆锤冲击消耗在试样上的能量,称为冲击功,用Ak表示,单位为焦耳(J)。当为V形缺口时,即为AKV,当为U形缺口时,即为AKU。
冲击试验时摆锤消耗在试样单位截面上的冲击功称为冲击韧性(也称为冲击值),用αk表示。即:ak=Ak/F,其单位为kJ/m2或J/cm2。
由于冲击功仅为试样缺口附近参加变形的体积所吸收,而此体积又无法测定,且在同一断面上每一部分的变形也不一致,因此用单位截面积上的冲击功αk来判断韧性的方法国内外已逐渐被淘汰。
工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力,即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak,单位为焦耳(J)。
而用试样缺口处的截面积F去除Ak,可得到材料的冲击韧度(冲击值)指标,即ak=Ak/F,其单位为kJ/m2或J/cm2。
因此,冲击韧度ak表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。ak值的大小表示材料的韧性好坏。
一般把ak值低的材料称为脆性材料,ak值高的材料称为韧性材料。
ak值取决于材料及其状态,同时与试样的形状、尺寸有很大关系。ak值对材料的内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感,如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会使ak值明显降低;同种材料的试样,缺口越深、越尖锐,缺口处应力集中程度越大,越容易变形和断裂,冲击功越小,材料表现出来的脆性越高。因此不同类型和尺寸的试样,其ak或Ak值不能直接比较。
材料的ak值随温度的降低而减小,且在某一温度范围内,ak值发生急剧降低,这种现象称为冷脆,此温度范围称为“韧脆转变温度(Tk)”。
冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。
什么是夏比冲击试验? 夏比是音译:Charpy,夏比冲击试验(英文标准名称:Charpy Imapct Test)是用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的试验。制备有一定形状和尺寸的金属试样(通常为10×10×55mm),使其具有U形缺口或V形缺口,在夏比冲击试验机上处于简支梁状态,以试验机举起的摆锤作一次冲击,使试样沿缺口冲断,用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的吸收功,即为Aku(U型缺口)和Akv(V型缺口)。可在不同温度下作冲击试验。吸收功值(焦耳)大,表示材料韧性好,对结构中的缺口或其他的应力集中情况不敏感。 对重要结构的材料近年来趋向于采用更能反映缺口效应的V形缺口试样做冲击试验
冲击试验:一种动态力学性能试验,主要用来测定冲断一定形状的试样所消耗的功,又叫冲击韧性试验。