Метод определения ударной вязкости

Вязкость – способность материала поглощать механическую энергию внешних сил за счет пластической деформации.

По физическому смыслу вязкость – энергетическая характеристика и выражается в единицах работы. Принято различать два основных типа разрушения: хрупкое и пластическое (вязкое). Для хрупкого разрушения характерным является кристаллический излом, а для вязкого – волокнистый излом.

Вязкость металлов и сплавов определяется их химическим составом, термической обработкой и другими внутренними факторами.

Наряду с этим вязкость зависит от условий, в которых находится металл при работе в изделии. При определенных условиях – факторах один и тот же металл будет находиться в пластическом состоянии, при других – он перейдет в хрупкое состояние.

Хладноломкостью называют склонность металла к переходу в хрупкое состояние при понижении температуры.

Порог хладноломкости характеризует влияние снижения температуры на склонность материала к хрупкому разрушению. Его определяют по результатам ударных испытаний образцов с надрезом при понижающихся температурах.

На переход от вязкого разрушения к хрупкому указывают изменения строения излома и резкое снижение ударной вязкости, наблюдаемое в интервалах температур t_в – t_х (граничные значения температур вязкого и хрупкого разрушения).

Порог хладноломкости обозначают интервалом температур (t_в – t_х), либо одной температурой T₅₀, при которой в изломе образца имеется 50% волокнистой составляющей, и величина КСТ снижается наполовину.

Т₅₀ зависит от структуры, температуры испытаний, концентраторов напряжений. Чем выше предел прочности, тем выше Т₅₀. Способом оценки вязкости является определение ударной вязкости.

Ударная вязкость – это работа, затраченная на ударный излом образца. Определяется как отношение работы удара, затраченной на разрушение образца к площади поперечного сечения образца.

Это ударные испытания надрезанных образцов на маятниковых копрах. Для получения сопоставимых результатов испытания проводят на стандартных образцах нескольких типов с надрезами определенной формы. См рис 8. Образец устанавливается на опорах копра надрезом в сторону, противоположную удару ножа маятника, который поднимают на определенную высоту. См. рис. 10.

На разрушение образца затрачивается работа

К= P·(H-h), где Р – масса маятника, кг; H, h- высота подъема маятника до и после удара, м

КС=K/S, S – площадь поперечного сечения образца в месте концентратора.

Размерность Дж/см²; кДж/м²

Ударная вязкость обозначают KCU, KCV, KCT. Буквы КС – символы ударной вязкости, буквы T,V,U – вид концентратора.