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材料的韌性能衡量斷裂時所需能量大小
點擊次數(shù)：4973 更新時間：2009-12-15 返回
材料的韌性是斷裂時所需能量的度量。描述材料韌性的指標通常有兩種：

（1）沖擊韌性aK （單位為MJ/m2）
沖擊韌性是在沖擊載荷作用下，抵抗沖擊力的作用而不被破壞的能力。
通常用沖擊韌性指標aK來度量。aK是試件在一次沖擊實驗時，單位橫截面積（m2）上所消耗的沖擊功（MJ），其單位為MJ/m2。
aK值越大，表示材料的沖擊韌性越好。
標準沖擊試樣有兩種，一種是常用的梅氏試樣（試樣缺口為U型）；另一種是夏氏試樣（試樣缺口為V型）。
同一條件下同一材料制作的兩種試樣，其梅氏試樣的aK值顯著大于夏氏試樣的aK值，所以兩種試樣的aK值不能互相比較。
夏氏試樣必須注明aK（夏）。
實際工作中承受沖擊載荷的機械零件，很少因一次大能量沖擊而遭破壞，絕大多數(shù)是因小能量多次沖擊使損傷積累，導致裂紋產(chǎn)生和擴展的結果。所以需采用小能量多沖擊作為衡量這些零件承受沖擊抗力的指標。
實踐證明，在小能量多次沖擊下，沖擊抗力主要取決于材料的強度和塑性。

（2）斷裂韌性K1 （單位為J/m）
在實際生產(chǎn)中，有的大型傳動零件、高壓容器、船舶、橋梁等，常在其工作應力遠低于σS的情況下，突然發(fā)生低應力脆斷。
通過大量研究認為，這種破壞與制件本身存在裂紋和裂紋擴展有關。
實際使用的材料，不可避免地存在一定的冶金和加工缺陷，如氣孔、夾雜物、機械缺陷等，它們破壞了材料的連續(xù)性，實際上成為材料內(nèi)部的微裂紋。
在服役過程中，裂紋擴展的結果，造成零件在較低應力狀態(tài)下，即低于材料的屈服強度，而材料本身的塑性和沖擊韌性又不低于傳統(tǒng)的經(jīng)驗值的情況下，發(fā)生低應力脆斷。
       材料中存在的微裂紋，在外加應力的作用下，裂紋處存在有較大的應力集中和應力場。 斷裂力學分析指出，這一應力場的強弱程度可用應力強度因子K1來描述。
隨應力的增大，K1也隨之增大，當K1增大到一定值時，就可使裂紋前端某一區(qū)域內(nèi)的內(nèi)應力大到足以使裂紋失去穩(wěn)定而迅速擴展，發(fā)生脆斷。 這個K1的臨界值稱為臨界應力強度因子或斷裂韌性，用K1C表示，單位為J/m。它反映了材料抵抗裂紋擴展和抗脆斷的能力。 材料的斷裂韌性K1C與裂紋的形狀、大小無關，也和外加應力無關，只決定于材料本身的特性（成分、熱處理條件、加工工藝等），是一個反映材料性能的常數(shù)

       J/M是單位寬度上吸收的能量;試條一般是直立的,做懸臂梁測試;KJ/M2是單位面積上吸收的能量;試條一般是平放的,做簡支梁測試.不同的測試是沒有互換方法的.如果同一個測試,要用2種單位表達的話,1000（J/m）/（0.01016m）,結果即為以KJ/M2為單位的數(shù)值.

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