什么是冲击韧性测试

冲击韧性测试

基本原理剖析

断裂韧性（冲击值）ak

工程上常见一次摆锤冲击拉伸试验来测量原材料抵御冲击负荷能力，即测量冲击负荷试件被断裂而耗费的冲击功Ak，单位是焦耳（J）。

而采用试件缺口处的截面F清除Ak，可获得原材料的冲击韧度（冲击值）指标值，即ak=Ak/F，其单位是kJ/m2或J/cm2。

冲击韧度ak表明设备在冲击负荷影响下抵御变形和断裂的水平。ak系数的尺寸表明原材料的延展性优劣。

一般把ak值太低的原材料称之为非金属材料，ak偏高的原材料称之为韧性材料。

ak值在于原材料以及情况，并且与试样的样子、规格有很大的关系。ak值对材料的结构结构缺陷、显微组织的改变特别敏感，如夹杂物、缩松、汽泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶体钝化处理等都会让ak值显著降低；相同原材料的试件，空缺越重、越锐利，缺口处应力水平越多，越容易变形和破裂，冲击功越小，原材料所表现出来的延性越大。不同种类和规格的试件，其ak或Ak值无法直接较为。

原材料的ak值随环境温度的降低而减少，且在某一环境温度内，ak值产生大幅度减少，这种情况称之为脆性断裂，此环境温度称之为“韧脆转变温度（Tk）”。

相关因素

1、原材料成分：含碳对钢的韧-脆转换曲线图有所影响。由于钢中含碳的提高，脆性断裂转换环境温度基本上呈直线地升高，且较大冲击值也大幅度减少。钢的含碳量每多0.1%，脆性断裂转换温度上升大约为13.9度。钢中含碳产生的影响，关键归纳为铁素体增强了钢的延性。

2、晶粒度：细化晶粒一直是操纵材料韧性防止脆性断裂的主要手段。理论和试验均得到脆性断裂转换温度与晶粒度有定量关系。

3、显微组织：在给出抗压强度下，钢的脆性断裂转换环境温度取决于变化物质。就钢中各种机构而言，铁素体有高老化性能，依照老化性能从高到低的先后次序为：铁素体，上马氏体，金相组织下贝氏体和回火马氏体。

类型及名字

测量冲击韧度的测试方法有很多种。各国大部分我国所使用的常规试验为组合梁式冲击性拉伸试验。在室温下开展的实验一般采用GB/T229-1994规范《金属夏比冲击试验方法》，还有“超低温夏比冲击性试验”，“持续高温夏比冲击性试验”。因为冲击性试验遭受多种多样本质与外界条件的限制。若想恰当反映材料冲击特点，必须采用冲击性实验方案及设备规范化、规范性，在我国建立了金属复合材料冲击性试验的一系列国家行业标准（比如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。