金屬材料在使用的過程中,除要求有足夠的強(qiáng)度和塑性外,還要求有足夠的韌性,所謂韌性,就是材料在彈性變形、塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。
韌性可分為靜力韌性、沖擊韌性和斷裂韌性,其中評價(jià)沖擊韌性(即在沖擊載荷下,材料塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力)的實(shí)驗(yàn)方法,應(yīng)用最廣泛的就是 夏比擺錘沖擊試驗(yàn),其試樣加工簡便、試驗(yàn)時(shí)間短,試驗(yàn)數(shù)據(jù)對材料組織結(jié)構(gòu)、冶金缺陷等敏感。
夏比擺錘沖擊試驗(yàn)的主要用途如下:
1)評價(jià)材料對大能量一次沖擊載荷下破壞的缺口敏感性;
2)檢測和控制材料的冶金質(zhì)量和熱加工質(zhì)量;
3)評定材料在高、低溫條件下的韌脆轉(zhuǎn)變特征;
4)評估構(gòu)件的壽命和可靠性。
夏比擺錘沖擊試驗(yàn)是將規(guī)定的幾何形狀的缺口試樣置于試驗(yàn)機(jī)兩支座之間,缺口背向打擊面放置,用擺錘一次打斷試樣,測定試樣的吸收能量,實(shí)質(zhì)上就是通過能量轉(zhuǎn)換過程,測量試樣在這種沖擊下折斷時(shí)所吸收的能量。
夏比擺錘沖擊試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸沖擊試樣為長55mm,橫截面10mm×10mm的長方體,在試樣長度中間有V型或U型缺口。一般,由于沖擊試驗(yàn)結(jié)果比較離散,所以對每一種材料試驗(yàn)的試樣數(shù)量一般都不少于3個(gè)。在不同的溫度下,都可以進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。