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沖擊試驗機主要適用與對硬質(zhì)塑料板材及增強尼龍、玻璃鋼、陶瓷、鑄石、電絕緣材 料等非金屬材料沖擊韌性的測定
沖擊韌性( Ak ):材料抵抗沖擊載荷的能力,單位為焦耳/ 厘米 2 ( J/cm2 ) .
代號:аk
單位:J/cm2
簡介:將沖擊試驗機吸收功除以試樣缺口底部處面積所得的商。
注:用夏氏U形缺口試樣求得的沖擊功和沖擊值,代號分別為AkU和akU;用夏氏V形缺口試樣求得的沖擊功和沖擊值,代號分別為AKV和аkV。
用一定尺寸和形狀的金屬試樣,在規(guī)定類型的沖擊試驗上受沖擊負荷折斷時,試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功,稱為沖擊 韌性以αk表示。
目前常用的10×10×55mm,帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣,標準上直接采用沖擊功(J焦耳值)AK,而不是采用αK值。因為單位 面積上的沖擊功并無實際意義。
沖擊試驗機沖擊功對于檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉(zhuǎn)化為敏感,而實際服役條件下的災難性破斷事故,往往與材料的沖擊功及服役溫 度有關。 因此在有關標準中常常規(guī)定某一溫度時的沖擊功值為多少 、還規(guī)定FATT(斷口面積轉(zhuǎn)化溫度)要低于某一溫度的技術條件。所謂FATT,即一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷后,對沖擊斷口進行評定,當脆性斷裂占總面積的50%時所對應的溫度。
由于鋼板厚度的影響,對厚度≤10mm的鋼板,可取得3/4小尺寸沖擊試樣(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸沖擊試樣(5×10×55mm)。但是一定要注意,同規(guī)格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標準規(guī)定的條件下,才可按標準的換算方法,折算 成標準沖擊試樣的沖擊功,再相互比較。
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)。
而用沖擊功Ak除以試樣缺口處的截面積F,可得到材料的沖擊韌度(沖擊值)指標,即ak=Ak/F,其單位為kJ/m2或J/cm2。
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。
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、尺寸有很大關系。ak值對材料的內(nèi)部結構缺陷、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)”。
沖擊韌度指標的實際意義在于揭示材料的變脆傾向。
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