但凡是工程行業(yè)，例如汽車工程、建筑工程、船舶工程等等，在產(chǎn)品選材上除了考慮最基本的機(jī)械性能——強(qiáng)度，還要根據(jù)實際應(yīng)用場景額外評估材料其它性能，其中之一便是“韌性”。

所謂“韌性”指的是材料面對突如其來的撞擊力或沖擊力，將這些力做的功吸收且不破壞的能力。

比如說交通事故中汽車被突然撞擊，起吊預(yù)制混凝土構(gòu)件時吊具對吊件的沖擊，船舶在海上航行時擱淺甚至觸礁時的撞擊，又比如建筑物在地震作用下的晃動。

可以這么說，具備良好“韌性”的材料可以保證結(jié)構(gòu)在極端情況下仍然安全可靠。

而韌性是有量化標(biāo)準(zhǔn)的，這個參數(shù)可以通過沖擊試驗來獲得。今天小編就這個話題浮于表面地聊聊“沖擊試驗”——又叫“V型缺口試驗”。

一、沖擊試驗的本質(zhì)——吸收能量

沖擊試驗本質(zhì)上測定的是材料受到?jīng)_擊力之后，在斷裂過程中所吸收的能量(或者說是致其破壞的外力對其所做的功)，單位是焦耳(J)。

這個數(shù)值用于判斷材料在不破壞的情況下所能吸收的最大能量。

其實從這個角度上看，我們也可以把沖擊試驗當(dāng)做一個判斷材料是偏塑性還是偏脆性的參考——沖擊功越大說明材料塑性越好，沖擊功越小脆性越好，原因如下。

塑性材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線

總的來說，無論是塑性材料還是脆性材料，它們的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與x軸所包絡(luò)的面積就是材料從受外力開始到破壞整個過程所吸收的能量(當(dāng)然這些能量中的一部分轉(zhuǎn)化成熱能散失掉了)，如圖6——很顯然，同時發(fā)生破壞時，脆性材料(紅色)比塑性材料(藍(lán)色)所吸收的能量少得多，這一點在沖擊試驗中體現(xiàn)為沖擊功更小。

塑性材料(藍(lán)色)與脆性材料(紅色)

說到這里，突然想起一個小經(jīng)驗跟小伙伴們分享一下。

小編頭兩年在跟不同鋼廠交流的時候，發(fā)現(xiàn)兩家鋼廠采用同樣牌號的材料做出來的成品，有一家通過了低溫沖擊試驗而另一家卻沒有通過。

經(jīng)過對比分析兩家加工流程，小編發(fā)現(xiàn)低溫沖擊沒有通過的那家鋼廠在熱軋之后還額外增加了一道冷加工，導(dǎo)致其產(chǎn)品斷后延伸率僅為20%(另外一家是32%)，想來加工工藝對產(chǎn)品的耐沖擊性能影響如此之大。

二、低溫沖擊

想來大家都知道，金屬材料所處環(huán)境溫度越高塑性越好，溫度越低脆性越明顯、韌性也越差。

當(dāng)產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境的溫度變化較大時，尤其是夏天和冬天溫差較大的地方(例如東北地區(qū))，就不得不考慮材料塑性-脆性的轉(zhuǎn)換規(guī)律?！暗蜏貨_擊試驗”正是用來評估材料在低溫環(huán)境中這種轉(zhuǎn)換規(guī)律的重要方法。

做不做低溫沖擊試驗，一看應(yīng)用環(huán)境溫度，二看應(yīng)用場景是否存在沖擊力工況，只有同時具備這倆嚴(yán)苛的條件時才有必要通過低溫沖擊試驗驗證材料的適用性。

比如，海南的常規(guī)項目真的沒有必要使用符合-20℃低溫沖擊吸收能量的材料。

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