Як визначається ударна в'язкість металів

Як визначається ударна в'язкість металів


Ударна в'язкість - це здатність різних матеріалів поглинати енергію ударного навантаження, що є одним з найважливіших показників міцності. Ударна в'язкість того чи іншого матеріалу найчастіше визначається шляхом ударного вигину прямокутного зразка матеріалу, при цьому оцінюється робота до розриву або руйнування певного зразка при ударному навантаженні, яка і є показником ударної в'язкості. Визначення її проводиться на спеціальному пристосуванні - маятниковому копрі. Зразок матеріалу з надрізом посередині відчувають, вдаряючи по ньому ножем маятника. Випробування цього показника металу може проводитися при температурі від -100 ° С до 1200 ° С, залежно від металу і мети випробування. Ударна в'язкість металів є показником надійності того чи іншого матеріалу, вказує на його можливості чинити опір руйнуванню, викликаному розтягуючою напругою між атомами.


Значення ударної в'язкості стали визначається за величиною тієї роботи, якої достатньо для руйнування зразка цієї сталі. Її позначають сукупністю букв і цифр. Перші дві літери - це символ ударної в'язкості (КС). Третя буква показує вид концентратора. Потім йдуть цифри. Перша з них показує максимальну енергію від удару маятника, друга вказує на глибину концентратора, а третя - на ширину випробовуваного зразка. Якщо зразок випробовувався при зниженій або підвищеній температурі, то тоді додатково вказується цифровий індекс, що означає той рівень температури, при якому випробування проводилося.

Падіння ударної в'язкості металів при великому зниженні температури є показником їх холодноломкості. Холодноломкість - це збільшення рівня крихкості металів при зниженні температури. Такого явища, як холодноломкість, схильні до низьколегованих сталі і деякі інші метали - тантал, вольфрам, хром, молібден, які складаються з об'ємоцентрованої кубічної решітки атомів металу. Ударна в'язкість металів залежить насамперед від температури.

Ударна в'язкість сталі визначається структурою випробовуваної сталі, в тому числі величиною її зерен і є хорошим показником якості металу. Тому випробування на ударну в'язкість широко поширене. Інтервал температур, в якому ударна в'язкість стали різко падає, називають областю температурної крихкості. І необхідно, щоб ця область температурної крихкості не збігалася з температурою роботи сталі. Іншими словами, робоча температура виробів з металу повинна бути вище того порогу, за яким починається область температурної крихкості. Це потрібно для того, щоб матеріал деталі не почав тріскатися і зрештою не піддався руйнуванню. Критерій області температурної крихкості тісно пов'язаний з рівнем ударної в'язкості металів.

Оптимальною ударною в'язкістю стали володіють термічно оброблена сталь і спокійна мартенівська сталь, показники області температурної крихкості яких дозволяють їм володіти такими характеристиками. Для кожного виду сталі ГОСТ встановлює свою температуру, при якій визначається ударна в'язкість, а також температуру, яка є оптимальною для роботи з тим чи іншим видом сталі. Ударна в'язкість сталі залежить не тільки від температури, але також і від різних домішок, наявності легуючих елементів і від самого складу сталі. Формування в сталевих виробах загартовувальних структур серйозно знижує ударну в'язкість сталі. Наприклад, якщо при зварюванні з певним порушенням технології роботи утворився мартенсит, то ударна в'язкість металу в зоні зварювання може знизитися в 13 разів.