影响金属材料冲击韧性的因素整理.docx
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1、韧性是金属材料重要的性能指标之一,它体现了金属材料的强度、塑性,韧性越好,金属材料越不易发生脆性断裂。韧性包括断裂韧性和冲击韧性,冲击韧性是金属材料在受到冲击载荷作用下在断裂过程中吸收的能量,反映了金属材料的韧脆程度,金属材料冲击韧性测试一般采用仪器化华夏比摆锤冲击试验、落锤冲击试验、悬臂梁冲击试验等方法。冲击韧性的高低与金属材料内部结构、组织缺陷等有关,有多种影响因素影响冲击韧性,主要包括原材料本身的性质、试样的取向、缺口几何形状和加工质量、试验机的精度、摆锤与机架的配合、试验温度、冲击试样的定位等。冲击韧性是指金属材料在冲击负荷作用下,抵抗破坏的能力(吸收塑性变形功和断裂功的能力),其大小
2、代表了试样抑制原始裂纹出现的能力的大小。一般由冲击韧性值(k)和冲击功(Ak)表示,其单位分别为Jcm2和J(焦耳)。冲击物性或冲击功试验(简称冲击试验),因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种;若按试样缺口形状又可分为形缺口和U形缺口冲击试验两种。冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。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。k值的大小表示材料的韧性好坏。一般把k值低的材料称为脆性材料,k值高的材料称为韧性材料。CXk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。k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
3、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,缺口处的应力集中程度越大,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k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,k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)。冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。冲击负荷的特点是加载速度快,作用时间短,金属受到冲击时应力分布和变形很不均匀,工件往往易开裂。1、原材料的影响金属材料的冲击韧性与金属材料自身的金相组织结构、化学成分、物理性能、加工工艺、热处理工艺等均有关,因此冲击试验成为
4、检查金属材料的冶金质量必不可少的手段。由于原材料自身性能的影响,导致冲击试验结果的离散性较大。孙国庆等人研究了材料化学成分(包括USi、MnsP、S)金相组织(组成相、晶粒度、带状组织)、热处理工艺、非金属夹杂等对板材冲击韧性的影响,结果表明:化学成分是通过组织来影响金属材料冲击韧性的,当C、P、S含量增加时,冲击韧性减小,珠光体含量越高则冲击韧性越小,铁素体含量越高则冲击韧性越大,非金属夹杂会破坏组织的连续性,导致应力集中,因此提高组织均匀性和钢材中洁净度水平,可以提高材料冲击韧性。徐慧君等人通过实验研究了球墨铸铁冲击韧性的影响因素,研究表明:强度低、塑性和韧性好的铁素体含量越高,冲击韧性则
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