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。
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)。
冲击试验机、游标卡尺
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。
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。
计算冲击韧性值。