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材料力學(xué)性能的術(shù)語解讀－－沖擊功Ak 沖擊韌性ak
日期：2025-01-12 03:03
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摘要：
材料力學(xué)性能的術(shù)語解讀－－沖擊功Ak 沖擊韌性ak
沖擊功Ak 沖擊韌性ak
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)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）。
而用試樣缺口處的截面積F去除Ak，可得到材料的沖擊韌度（沖擊值）指標(biāo)，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(shí)與試樣的形狀、尺寸有很大關(guān)系。ak值對(duì)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(huì)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(yīng)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(biāo)的實(shí)際意義在于揭示材料的變脆傾向。沖擊韌性值akv(u)沖擊吸收功除以試樣缺口處底部橫截面積所得的商。單位為焦耳/厘米2（J/cm2）或公斤力 . 米/厘米2（Kgf . m/cm2）。計(jì)算公式為：式中：Akv(u)--試樣折斷時(shí)所吸收的功，Kgf . m（J）；S --試樣缺口處底部橫截面面積，cm2。常溫沖擊試驗(yàn)溫度為20±50C；低溫沖擊試驗(yàn)溫度范圍為<15～-1920C；高溫沖擊試驗(yàn)溫度范圍為35～10000C。低溫沖擊試驗(yàn)所用冷卻介質(zhì)一般為無毒、**、不腐蝕金屬和在試驗(yàn)溫度下不凝固的液體或氣體。如無水乙醇（酒精）、固態(tài)二氧化碳（干冰）或液氮霧化氣（液氮）等。
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)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）。
而用試樣缺口處的截面積F去除Ak，可得到材料的沖擊韌度（沖擊值）指標(biāo)，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(shí)與試樣的形狀、尺寸有很大關(guān)系。ak值對(duì)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(huì)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(yīng)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(biāo)的實(shí)際意義在于揭示材料的變脆傾向。沖擊韌性值akv(u)沖擊吸收功除以試樣缺口處底部橫截面積所得的商。單位為焦耳/厘米2（J/cm2）或公斤力 . 米/厘米2（Kgf . m/cm2）。計(jì)算公式為：式中：Akv(u)--試樣折斷時(shí)所吸收的功，Kgf . m（J）；S --試樣缺口處底部橫截面面積，cm2。常溫沖擊試驗(yàn)溫度為20±50C；低溫沖擊試驗(yàn)溫度范圍為<15～-1920C；高溫沖擊試驗(yàn)溫度范圍為35～10000C。低溫沖擊試驗(yàn)所用冷卻介質(zhì)一般為無毒、**、不腐蝕金屬和在試驗(yàn)溫度下不凝固的液體或氣體。如無水乙醇（酒精）、固態(tài)二氧化碳（干冰）或液氮霧化氣（液氮）等。
