Испытания ударной вязкости

Испытания на ударную вязкость относятся к динамическим. Для определения ударной вязкости используют образцы с надрезом, который служит концентратором напряжений. Используют U- и V- образные образцы (рис. 3). В зависимости от формы надреза ударную вязкость обозначают KCU или KCV.

Рис. 3

Образец устанавливают на маятниковом копре (рис. 4), так чтобы удар маятника происходил против надреза, раскрывая его.

Рис. 4

Маятник поднимают на высоту h1, при падении он разрушает образец, поднимаясь на высоту h2, h1 > h2. Таким образом, работа разрушения составит: A = mg *(h1 - h2) кДж [кгс*м]. Её значение считываются со шкалы, установленной на маятниковом копре [1, с. 38].

Ударная вязкость - это относительная работа разрушения, то есть работа, отнесённая к площади F образца до разрушения. Таким образом, KCU(KCV) = A/ F.

Разрушение металла при ударной нагрузке развивается в две стадии. На первой зарождается трещина, на второй она распространяется до разрушения образца. Таким образом, суммарная величина работы разрушения складывается из двух составляющих - работы по зарождению (Аз) и распространению (Ар) трещины. Эти составляющие зависят от структуры материала. Надёжность материала определяется работой распространения трещины. У хрупких материалов величина Ар близка к нулю.

У многих металлов и сплавов (имеющих объемно-центрированную кубическую и гексагональную решётки) с понижением температуры наблюдается переход от вязкого разрушения к хрупкому, проявляющийся в снижении ударной вязкости и изменении характера излома. Температурный интервал изменения характера разрушения называется порогом хладноломкости [1, с. 39].

Испытания проводят при разных температурах, при каждой температуре анализируют вид излома и определяют в нём количество волокнистой составляющей.

По результатам испытаний строят график (рис. 5)

Рис. 5

Различают верхнюю Тв и нижнюю Тн границы порога хладноломкости. В этом интервале температур происходит переход от вязкого волокнистого излома к хрупкому кристаллическому. Часто порог хладноломкости определяют по температуре испытания, при которой в изломе имеется 50% вязкой волокнистой составляющей Т50 [1, с. 39].

Желательно эксплуатировать материал выше Тв. Разница между Траб. и Тв называют запасом вязкости.


3424160280838262.html
3424191046705845.html
    PR.RU™