中文名称：冲击韧度英文名称：impact toughness定义：冲击韧度是材料抵抗冲击载荷的能力。一般用αk表示，单位为J/M。测定方法：冲击韧度一般是用一次摆锤冲击试验来测定，摆锤冲断试样所作的冲击吸收功Ak与试样横截面积S的比值，即使材料的冲击韧度值。应用学科：水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科）

关于岩石动态断裂韧度测试方法的研究工作很少，一些重要的问题急待解决，课题与国际岩石力学学会（ISRM）当前关注的热点一致。基于1995年ISRM发布的测试岩石静态断裂韧度的建议方法，将该建议方法提出的人字型切槽巴西圆盘（CCNBD）试样推广到测试岩石的动态断裂韧度，综合采用实验室测试、解析和数值计算三个研究手段解决这一困难问题。主要工作有：1.利用霍普金森压杆装置进行动态断裂实验，径向撞击CCNBD岩样测试岩石的动态断裂韧度，提出更新的实验-数值法； 2.将断裂量子概念用于研究岩石动态断裂问题，探讨断裂长度量子和断裂时间量子的确定方法，对应力强度因子分别在空间和时间坐标上积分后再取平均，获得更合理更可靠并减少尺寸效应的岩石动态断裂韧度值；3. 测试原理和方法的对比分析, 包括CCNBD试样与其它试样的对比，实验-数值法与准静态法的对比，尽力解决长期悬而未决的有关测试方法合理性的争议问题。

冲击韧度是通过冲击实验来测定的。这种实验在一次冲击载荷作用下显示试件缺口处的力学特性（韧性或脆性）。虽然试验中测定的冲击吸收功或冲击韧度，不能直接用于工程计算，但它可以作为判断材料脆化趋势的一个定性指标，还可作为检验材质热处理工艺的一个重要手段，这是因为它对材料的品质、宏观缺陷、显微组织十分敏感，而这点恰是静载实验所无法揭示的。

冲击韧性类型及名称

测定冲击韧度的试验方法有多种。国际上大多数国家所使用的常规试验为简支梁式的冲击弯曲试验。在室温下进行的实验一般采用GB/T229-1994标准《金属夏比冲击试验方法》，另外还有“低温夏比冲击实验”，“高温夏比冲击实验”。由于冲击实验受到多种内在和外界因素的影响。要想正确反映材料的冲击特性，必须使用冲击实验方法和设备标准化、规范化，为此我国制定了金属材料冲击实验的一系列国家标准（例如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。

冲击韧性实验设备

冲击试验机、游标卡尺

冲击韧性实验原理

冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图2-28的B处，将摆锤举至高度为H的A处自由落下，冲断试样即可。摆锤在A处所具有的势能为：

E=GH=GL（1-cosα）

冲断试样后，摆锤在C处所具有的势能为：

E1=Gh=GL（1-cosβ）。

势能之差E-E1，即为冲断试样所消耗的冲击功AK:AK=E-E1=GL（cosβ-cosα）

式中，G为摆锤重力（N）；L为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。

冲击韧性实验步骤

1.测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。

2.根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。

3.安装试样。

4.进行试验。将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。

5.记录表盘上所示的冲击功AKU值。取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。

6.冲击试验要特别注意人身的安全。

冲击韧性实验结果处理

计算冲击韧性值。

冲击韧性（冲击值）ak

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）”。