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金屬材料的沖擊韌性

沖擊韌性

有些金屬構件是在沖擊載荷下工作,如鍛錘、沖頭等,故需要用沖擊韌性來評定材料抵抗沖擊的能力。還有一些陶瓷、高分子等材料在使用過程中會發生性能劣化和損傷、材料變脆,也需要用沖擊韌性來評定。

●   沖擊韌性αk是材料在沖擊載荷作用下抵抗沖擊力作用而不被破壞的能力,單位為 J/m2。 

     其物理含義是試樣受沖擊載荷作用時、單位橫截面上吸收功的大小。

     材料的沖擊韌性一般是在一次擺錘沖擊試驗機上進行測試,如圖2-16所示。 

     金屬材料的沖擊韌性值一般高于100J/m2。

材料是脆性還是韌性,從沖擊斷口的形貌上一看就明了,如圖2-17所示。

標準沖擊試樣的缺口有兩種:夏氏試樣(V形,見圖2-16)和梅氏試樣(U形)。但夏氏試樣適用于脆性材料、梅氏試樣則適合于韌性材料。

高分子材料是用伊氏(Izod)沖擊試樣進行的,其受力方式是懸臂梁結構。

材料的αk值隨溫度下降而降低,并且在某一溫度下會發生急劇降低,由韌性斷裂轉變成脆性斷裂,這種現象稱為冷脆,這個溫度稱為韌脆轉變溫度。

一般來說,體心立方結構金屬材料或以其為主的低強度鋼,其冷脆轉變溫度明顯,且轉變溫度比較高。而高強度鋼或面心立方結構的金屬材料,如鋁及奧氏體合金鋼等,基本上沒有這種溫度效應。

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