【文章內容簡介】 、應力集中。由于加載速率提高，金屬形變速率也隨之增加。 ? 沖擊載荷對材料的作用效果或破壞效應大于靜載荷。 材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力，稱為沖擊韌性。 示例：玻璃在沖擊載荷作用下非常容易破裂，說明其沖擊韌性很低。 沖擊試驗 ? 沖擊試樣 ? 沖擊試驗原理 ? 一次擺錘沖擊試驗 ? 沖擊韌性的表示方法 ? 如不能制備標準試佯，可采用寬度 5mm等小尺寸試祥 ,試樣的其他尺寸及公差與相應缺口的標準試樣相同，缺口應開在試樣的窄面上。其中5mm 10mm 55mm試樣常用于薄板材料的檢驗。 ? 焊接接頭沖擊試樣的形狀和尺寸與相應的標準試樣相同，但其缺口軸線應當垂直焊縫表面。 原理 ? 沖擊韌性可以通過一次擺錘沖擊試驗來測定，試驗時將帶有 U型或 V型缺口的沖擊試樣放在試驗機架的支座上，將擺錘升至高度 H1，使其具有勢能mgH1；然后使擺錘由此高度自由下落將試樣沖斷，并向另一方向升高至 H2，這時擺錘的勢能為mgH2。 ? 所以，擺錘用于沖斷試樣的能量 AK=mg（ H1H2），即為沖擊功（焦耳 /J）。 ? 國標 GB/T229－ 1994 ? 沖擊功吸收功：表征金屬材料沖擊韌性高低的指標是沖擊功吸收功，也就是材料在斷裂前所吸收的能量。 ? 根據試樣缺口的不同，沖擊吸收功用 AKV和AKU表示，單位為焦耳，數值可從試驗機的刻度盤上讀出。 ? 國標 GB/T229－ 2022 ? 沖擊吸收能量：表征金屬材料沖擊韌性高低的指標是沖擊吸收能量 。 ? K＝ mg（ H1H2） ? 按照國標 GB/T229－ 2022， U型缺口試樣和 V型缺口試樣的沖擊能量分別表示為 KU和 KV，并用下標數字 2或 8表示擺錘刀刃半徑，如 KU2 ，其單位是焦耳（ J）。 ? 沖擊吸收能量的大小直接由試驗機的刻度盤上直接讀出。 ? 沖擊吸收能量的值越大，材料的韌性越大，越可以承受較大的沖擊載荷。 ? 沖擊吸收能量 K或沖擊韌性值 K越大，材料的韌性越大，越可以承受較大的沖擊載荷。一般把沖擊吸收能量低的材料稱為脆性材料，沖擊吸收能量高的材料稱為韌性材料。 【 小資料 】 GB/T 229－ 2022與 GB/T 229－1994相比，在金屬沖擊韌性的名稱和符號等方面有較大變化，為方便讀者學習，將關于金屬材料沖擊韌性的新、舊標準名稱和符號對照列于下表中。 新標準 GB/T229－ 2022 舊標準 GB/T229－ 1994 名稱 符號 名稱 符號 沖擊吸收能量 K 沖擊吸收功 AK U型缺口試樣在 2mm錘刃下的沖擊吸收能量 KU 2 U型缺口沖擊吸收功 (2mm錘刃 ) AKU U型缺口試樣在 8mm錘刃下的沖擊吸收能量 KU 8 V型缺口試樣在 2mm錘刃下的沖擊吸收能量 KV 2 V型缺口沖擊吸收功 (2mm錘刃 ) AKV V型缺口試樣在 2mm錘刃下的沖擊吸收能量 KV 8 轉變溫度 Tt 韌脆轉變溫度 TC ? 缺口沖擊試驗最大的優(yōu)點就是測量迅速簡便 ? 用于控制材料的冶金質量和鑄造、鍛造、焊接及熱處理等熱加工工藝的質量。 ? 用來評定材料的冷脆傾向（測定韌脆轉變溫度）。設計時要求機件的服役溫度高于材料的韌脆轉變溫度。 ? 缺口沖擊試驗由于其本身反映一次或少數次大能量沖擊破斷抗力，因此對某些特殊服役條件下的零件，如彈殼、裝甲板、石油射孔槍等，有一定的參考價值。 ? 通過一次擺錘沖擊試驗測定的沖擊吸收吸收能量 K是一個由強度和塑性共同決定的綜合性力學性能指標，不能直接用于零件和構件的設計計算，但它是一個重要參考，所以將材料的沖擊韌性列為金屬材料的常規(guī)力學性能， ReL()、 Rm、 A、 Z和 K被稱為金屬材料常規(guī)力學性能的五大指標。 低溫脆性 ? 低溫脆性 ——隨溫度降低，材料由韌性狀態(tài)轉變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的現象 。 ? 冷脆： 材料因溫度降低導致沖擊韌性的急劇下降并引起脆性破壞的現象。 ? 對壓力容器、橋梁、汽車、船舶的影響較大。 體心立方金屬具有韌脆轉變溫度，而大多數面心立方金屬沒有。 ? 沖擊韌性與溫度有密切的關系 ， 溫度降低 ， 沖擊韌性隨之降低 。 當低于某一溫度時材料的韌性急劇下降 ， 材料將由韌性狀態(tài)轉變?yōu)榇嘈誀顟B(tài) 。 這一溫度稱為 轉變溫度 （ Tt ） 。 ? 轉變溫度 （ Tt ） 越低 ， 表明材料的低溫韌性越好 ， 對于在寒冷地區(qū)使用的材料要十分 重要。 ? 金屬材料的成分對 韌脆轉變溫度 的影響很大 ， 一般的碳素鋼 ， 其韌脆轉變溫度 （ Tt ） 大約為 20℃ ， 某些合金鋼的韌脆轉變溫度 （ Tt ） 可達 40℃ 以下 。 TITANIC 建造中的 Titanic 號 TITANIC的沉沒與船體材料的質量直接有關 1912年 4月號稱永不沉沒的泰坦尼克號（ Titanic）首航沉沒于冰海，成了20世紀令人難以忘懷的悲慘海難。 20世紀 80年代后，材料科學家通過對打撈上來的泰坦尼克號船板進行研究，回答了 80年的未解之謎。由于 Titanic 號采用了含硫高的鋼板，韌性很差，特別是在低溫呈脆性。所以，當船在冰水中撞擊冰山時，脆性船板使船體產生很長的裂紋，海水大量涌入使船迅速沉沒。下圖中左面的試樣取自海底的 Titanic號，沖擊試樣是典型的脆性斷口，右面的是近代船用鋼板的沖擊試樣。 沖擊韌性的途徑 沖擊韌性是一個對材料組織結構相當敏感的量 ， 所以提高材料的沖擊韌性的途徑有： ? 改變材料的成分 ， 如加入釩 、 鈦 、 鋁 、氮等元素 ， 通過細化晶粒來提高其韌性， 尤其是低溫韌性； ? 提高材料的冶金質量 ， 減少偏析 、 夾渣、 氣泡等缺陷； 五、疲勞強度 想一想想一想人工作久了就會感到疲勞，難道金屬工作久了也會疲勞嗎？ 金屬的疲勞能得到恢復嗎？ ?金屬材料在受到交變應力或重復循環(huán)應力時，往往在工作應力小于屈服強度的情況下突然斷裂，這種現象稱為疲勞。 ? 1998年 6月 3日，德國發(fā)生了戰(zhàn)后最慘重的一起鐵路交通事故。一列高速列車脫軌，造成 100多人遇難。 ? 事故的原因已經查清，是因為一節(jié)車廂的車輪“內部疲勞斷裂”引起的。首先是一個車輪的輪箍發(fā)生斷裂，導致車輪脫軌，進而造成車廂橫擺，此時列車正好過橋，橫擺的車廂以其巨大的力量將橋墩撞斷，造成橋梁坍塌，壓住了通過的列車車廂，并使已通過橋洞的車頭及前 5節(jié)車廂斷開，而后面的幾節(jié)車廂則在巨大慣性的推動下接二連三地撞在坍塌的橋體上，從而導致了