Испытания на ударную вязкость

Ударная вязкость – характеристика, оценивающая работу разрушения образца при ударном изгибе.

Ударную вязкость определяют при динамическом испытании на маятниковом копре (рис. 3.4,а) призматического образца квадратного поперечного сечения, имеющего надрез (рис. 3.4,б) одного из трёх видов: радиус 1,0 мм; радиус 0,25 мм; инициированная трещина.

Рис.3.4. Испытания на ударную вязкость:

а – маятниковый копер для испытания на ударную вязкость;

б – положение образца при испытании

Сущность испытания заключается в том, что образец с надрезом устанавливается на двух опорах маятникового копра (рис.3.4,б) и разрушается ударом, наносимом в центре образца.

Копер имеет маятник весом P , который перед испытанием поднимают на высоту H. Освобожденный от закрепления маятник, свободно падает, разрушает образец, установленный на опорах надрезом по ходу маятника.

Работа, затраченная на разрушение образца, определяется как разность запасов энергии маятника до и после удара:

A= P ×(H – H₁), Дж,

где P – вес маятника, Н;

H – высота подъема центра тяжести маятника до удара, м;

H ₁ – высота подъема центра тяжести маятника после удара, м.

Ударная вязкость определяется работой, расходуемой на разрушение образца, отнесенной к площади поперечного сечения рабочей части образца.

Ударная вязкость вычисляется по формуле:

, Дж / м²,

где A – работа удара, затраченная на разрушение образца, Дж;

F₀ – площадь поперечного сечения образца в месте надреза, м².

Ударная вязкость обозначают тремя буквами в зависимости от вида надреза (концентратора напряжения), при этом первые две буквы – работа удара, третья – символ концентратора напряжения.

KCU – радиус надреза 1,0мм (тип Менаже);

KCV– радиус надреза 0,25мм (тип Шарпи);

KCT – инициированная трещина.

Ударная вязкость имеет особо важное значение при выборе материала для деталей, работающих в условиях низких температур и испытывающих динамические нагрузки.