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金属材料的冲击韧性

有些金属构件是在冲击载荷下工作,如锻锤、冲头等,故需要用冲击韧性来评定材料抵抗冲击的能力。还有一些陶瓷、高分子等材料在使用过程中会发生性能劣化和损伤、材料变脆,也需要用冲击韧性来评定。

●   冲击韧性αk是材料在冲击载荷作用下抵抗冲击力作用而不被破坏的能力,单位为 J/m2。 

     其物理含义是试样受冲击载荷作用时、单位横截面上吸收功的大小。

     材料的冲击韧性一般是在一次摆锤冲击试验机上进行测试,如图2-16所示。 

     金属材料的冲击韧性值一般高于100J/m2。

材料是脆性还是韧性,从冲击断口的形貌上一看就明了,如图2-17所示。

标准冲击试样的缺口有两种:夏氏试样(V形,见图2-16)和梅氏试样(U形)。但夏氏试样适用于脆性材料、梅氏试样则适合于韧性材料。

高分子材料是用伊氏(Izod)冲击试样进行的,其受力方式是悬臂梁结构。

材料的αk值随温度下降而降低,并且在某一温度下会发生急剧降低,由韧性断裂转变成脆性断裂,这种现象称为冷脆,这个温度称为韧脆转变温度。

一般来说,体心立方结构金属材料或以其为主的低强度钢,其冷脆转变温度明显,且转变温度比较高。而高强度钢或面心立方结构的金属材料,如铝及奥氏体合金钢等,基本上没有这种温度效应。


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