钢板冲击AKV AKU功详解.docx

钢材在进行缺口冲击试验时，摆锤冲击消耗在试样上的能量，称为冲击功，用Ak表示，单位为焦耳（J）。当为V形缺口时，即为AKV，当为U形缺口时，即为AKU。 冲击试验时摆锤消耗在试样单位截面上的冲击功称为冲击韧性（也称为冲击值），用αk表示。即：ak=Ak/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。156—3758—4700 李震 由于冲击功仅为试样缺口附近参加变形的体积所吸收，而此体积又无法测定，且在同一断面上每一部分的变形也不一致，因此用单位截面积上的冲击功αk来判断韧性的方法国内外已逐渐被淘汰。工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。 而用试样缺口处的截面积F去除Ak，可得到材料的冲击韧度（冲击值）指标，即ak=Ak/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。 因此，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。ak值的大小表示材料的韧性好坏。 一般把ak值低的材料称为脆性材料，ak值高的材料称为韧性材料。 ak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。ak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ak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，ak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。什么是夏比冲击试验？ 夏比是音译：Charpy，夏比冲击试验（英文标准名称：Charpy Imapct Test）是用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的试验。制备有一定形状和尺寸的金属试样（通常为10×10×55mm），使其具有U形缺口或V形缺口，在夏比冲击试验机上处于简支梁状态，以试验机举起的摆锤作一次冲击，使试样沿缺口冲断，用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的吸收功，即为Aku（U型缺口）和Akv（V型缺口）。可在不同温度下作冲击试验。吸收功值(焦耳)大，表示材料韧性好，对结构中的缺口或其他的应力集中情况不敏感。 对重要结构的材料近年来趋向于采用更能反映缺口效应的V形缺口试样做冲击试验冲击试验：一种动态力学性能试验，主要用来测定冲断一定形状的试样所消耗的功，又叫冲击韧性试验。  根据试样形状和破断方式，冲击试验分为弯曲冲击试验、扭转冲击试验和拉伸冲击试验三种。横梁式弯曲冲击试验法操作简单，应用最广,其试验原理见图1。冲击试样 世界各国常用的弯曲冲击试样如图2所示。中国有关标准规定采用横梁式试验法，所用标准试样以U形缺口试样和V形缺口试样为主。冲击试样所消耗的功,称为冲击功Ak。将Ak除以缺口处横截面积 F，则得冲击韧度ak，单位为J/cm2。ak值没有明确物理意义，因为冲击功并非沿着缺口处截面积均匀消耗。因此，ak值不能直接用于设计计算。同一种金属材料，缺口越尖越深，则塑性变形体积愈小，吸收功也愈小，材料的韧性也就愈低。因此，对于不同尺寸和缺口的试样，所得结果不能互相换算和比较。  弯曲冲击试验 是20世纪初夏比(G.Charpy)提出的，以后获得广泛使用。在工程上主要是用它评定冶金质量和加工工艺质量，以及测定韧性－脆性转变温度。如试样上预制疲劳裂纹,用示波图或其他方法求出载荷-时间曲线和载荷-位移曲线,还可测得动态开裂发生的断裂韧度KId和已扩展裂纹停止扩展的断裂韧度KIA等(见金属的强化)。  韧性－脆性转变 是金属材料随温度降低由韧性状态过渡到脆性状态致使冲击韧度急剧降低的现象。金属材料典型的冲击功与温度的关系曲线见图3。从韧性角度选材，最重要的是要知道韧性-脆性转变温度Tk(℃)。Tk通常是根据冲击功(或冲击韧度)、断口形貌特征、变形特征与温度的关系求得。其方法是：①选取一定冲击功所对应的温度为Tk；②若用夏比V形缺口试样，则对应于冲击功为15英尺-磅(20.34J)的Tk用V15TT表示;③或用断口面积上出现50％结晶状断口时的温度为Tk,以50％FATT表示;④还有以冲击功曲线开始上升的温度来定义Tk，为零塑性转变温度,用NDT表示。显然,Tk因选用标准不同而异,使用Tk时，一定要注意定义Tk的标准。冲击韧性：用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击韧性以αk表示。目前常用的10×10×55mm，带2 mm