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什么叫韧性？
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作者:
冷水黄金
时间:
2009-10-10 13:49
标题:
什么叫韧性？
网上资料是:
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toughness
. l/ X3 M1 D+ ~
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材料
的断裂前吸收能量和进行
塑性变形
的能力。与
脆性
相反，材料在断
5 F4 w7 d: P* G* i! X, m3 I! N
裂前有较大
形变
、断裂时
断面
常呈现外延形变，此形变不能立即恢复，其
9 j4 G! ~6 H9 C9 W
应力-形变关系成非线性、消耗的
断裂
能很大的材料。
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! L1 Q( U8 T9 K4 |+ i$ Y
通常以
冲击强度
的大小来衡量。
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韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。
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0 H% g% W8 t2 K" j
冲击强度
冲击强度 impact strength
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) O7 [: b: _- Q! K
（1） 冲击强度用于评价材料的抗冲击能力或判断材料的脆性和韧性程度，因此冲击强度也称冲击韧性。
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$ W! O; S) G. y9 K' ?2 M- h! K
3 A& j6 c1 H" V+ A: [
（2） 冲击强度是试样在冲击破坏过程中所吸收的能量与原始横截面积之比。
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( j4 i, F M+ K/ l4 |* d: u& f
. D+ S1 H, P/ i
（3） 冲击强度根据试验设备不同可分为简支梁冲击强度、悬臂梁冲击强度.
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- r& t! O; r& v+ D* H7 z
6 d* _6 Y0 r7 c2 T
(4) 冲击强度的测量标准主要有ISO国际标准（GB参照ISO）及美国材料ATSM标准，GB为1943-2007为最新标准，ATSM 标准为D-256标准，具体区分如下：
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9 ]4 X# S1 E/ E* ]) o( P6 ~
! n" W! G: N+ }% X$ k' X$ h
GB: 是试件在一次冲击实验时，单位横截面积（m2）上所消耗的冲击功（J），其单位为MJ/m2。
7 x/ t; d, S% P5 P% ]6 |4 e
; i$ h2 f4 a# g
# {9 }2 w' t j; g Q& ^+ Y; n
ATSM:它反映了材料抵抗裂纹扩展和抗脆断的能力,单位宽度所消耗的功，单位为J/m。
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7 Q2 E$ `; v9 f7 E5 Y0 Z4 q
' o# i3 w+ R6 c1 K6 M
(5)设备区分：
7 U& z* z0 Q: Q% |* d5 S. ^
0 v( E+ F$ U/ B6 K( M, J
% l; ~ U% t7 Y8 V
悬臂梁冲击方向中间有撞针，简支梁冲击方向垂直面有凹块，正面形状为一凹形摆锤。
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# c% h {( e) w$ P; P7 Y Y4 y2 D
1 ~$ Q6 h# x# T5 o% C J
(6)缺口区分：
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* K* y1 w4 j8 ~' n1 {
0 H0 R* O& F" t. w* M0 h: |( T) ?
缺口一般分为四种，有V型口和U型口两种，每种根据简短圆弧半径又分为两种。
6 a( ~8 W/ ]) e1 X: _4 J6 _. z
/ _: C; W8 A5 i- _& k4 A
; v$ p1 f4 h, q, Z
(7)样条区分：
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9 i6 [+ d* b: h) r: k! ~
GB：一般为 80*10mm 样条 以及63.5*10mm 样条 缺口为2mm，也有63.8*12.7mm样条
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o5 i+ O$ W6 s4 i+ w' n
9 j ~8 v5 P, C! [( N
ATSM:一般为63.5*12.7mm 缺口剩余宽度为 10.16mm （国内有用80*10样条）
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( W$ q% N q: e3 x( C% f7 d; W
9 g) p: q- H3 p- O) _0 ?
(8)测试公式：
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9 S2 h K; Z! T4 g
GB: a=W / (h*d) 单位KJ/m ATSM: a= W /d 单位：J/m
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- J* ^: R9 G/ y) F3 @0 j
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a:冲击强度
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1 ~0 N" w* x5 d
W :冲击损失能量
4 Y5 b# \' d& c# U
" g/ T& M8 g4 |2 C2 g
* R. D0 @ |1 q! t
h：缺口剩余宽度
8 D* r/ s1 g5 I& D$ I& k4 S
' F4 E- A4 s7 S: g @* S- @& g
4 a/ d0 l4 {7 _2 b) T; g
d：样条厚度
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3 m+ ]0 r* Y# @4 ^% T+ {
N9 d% |0 K* r6 r$ L, \2 u& F
因此，GB与ATSM之间不可以等同测量，但从测量公式可总结经验公式：GB数值*10.16或8（错误样条）=ATSM数值，也可以由实际测量来总结比值。
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3 ]& `' ]) n" t4 z! K
9 C) A) Q) B$ J) m3 J$ m# A
我嫌其繁琐，个人理解如下：
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相同尺寸的零件受方向相同的冲击时，应力在σs范围内时，当其体积内部应力在冲击过程中的积分越大越好，说白了就是体积变形能越大越好。
* ]& [8 {: p( I3 ]7 z* e) X: M
7 B( V% _; k3 C. C% Z9 u
如果简单衡量：当达到σs时的最大力F与此时的变形dx的乘积越大越好。
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* P9 V! w6 t8 n3 E" s
但我们设计中并不希望一定使用强度很大的材料，有时更喜欢同尺寸变形大，恢复性好的材料。
* x5 c5 h% S$ }/ H3 d% I+ z
可以看同尺寸材料在σs应力范围内加力，变形dx大的更好，这个很有意思。
0 {% z7 z0 h3 F2 ?! |3 G
# `. k* a$ O; e& w1 E1 e
个人观点，请大家指点
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& ^5 B& ~2 `" K* m" w
& j2 O# i( p _! d* C4 X0 y$ m6 [
+ e6 B! J" f" W+ b8 O" P6 E
: u7 |" q' v W; W
作者:
无能
时间:
2009-10-10 21:56
本帖最后由 五更鸡 于 2009-10-10 22:02 编辑
: _) w) |% u: q$ o- b
: p% Y _6 F( l6 z0 g# G1 _5 H
说的没错。
/ M! V. I T& G7 l, q# n& u& B
手册上有个参数叫“冲击功”，应该也是衡量韧性的。
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