如何测试材料的冲击韧度？

1.拉伸测试

通过拉伸试验， 可以测定材料基本的力学性能参数， 如弹性模量、 强度和塑性等。 拉伸测试在拉伸试验机上进行， 主机的动力源是一个电动机， 通过减速装置和丝杠带动活动横梁向上或向下运动， 使试件产生拉伸变形。 安装在活动横梁或框架上的力传感器测量试件在变形过程中的力值， 即载荷值；同时， 丝杠的转动带动主机内部一个光电编码器， 通过控制器换算成活动横梁的位移值。 载荷及位移信号， 通过计算机显示或者进行相关计算。

拉伸试验机包括金属材料拉伸试验机和非金属材料拉伸试验机。

2.压缩测试

通过压缩试验观察材料的变形过程、 破坏形式， 并将其与拉伸试验进行比较， 可以分析不同应力状态对材料强度、 塑性的影响。

压缩测试在压力试验机上进行。 试件被放置于压缩试验仪的两块压板之间， 并使试样的瓦楞方向垂直于压缩试验仪的两块压板， 然后对试样施加压力， 直至试样压溃为止， 根据此时的压力数值计算其抗压强度。

有的材料压缩时会发生屈服， 以低碳钢为例， 但并不像拉伸那样有明显的屈服阶段。 因此， 在测定时要特别注意， 在缓慢均匀加载下， 测力指针等速转动， 当材料发生屈服时， 测力指针转动将减慢， 甚至倒退。 这时对应的载荷即屈服载荷。

3.冲击测试

冲击试验是研究材料对于冲击载荷抗力的一种测试。 与静载荷作用不同，由于冲击载荷加载速度快， 使材料内的应力骤然提高， 变形速度会影响材料的结构性质， 所以往往在静载荷下具有很好塑性性能的材料， 在冲击载荷下会呈现出脆性的性质。(www.xing528.com)

用来衡量材料抗冲击能力的指标是冲击韧度(aku， J/mm2)， 其计算公式如下：

式中， W——试件冲断时所吸收的功；

A——试件缺口处的横截面面积。

在相同的条件下， 材料的aku越大， 表示抗断能力越强。

由于冲击功并非沿着缺口处截面均匀消耗， 因此， aku不能直接用于设计计算。 同一种金属材料， 缺口越尖越深， 则塑性变形体积越小， 吸收功也越小， 材料的韧性也就越低。 因此， 对于不同尺寸和缺口的试样， 所得结果不能互相换算。 但它既可以作为判断材料脆化趋势的一个定性指标， 又可以作为检验材质的一个重要手段， 这是因为它对材料的品质、 宏观缺陷及显微组织十分敏感， 而这恰是静载试验无法揭示的。

目前使用较多的是20 世纪初夏比(Charpy) 提出的弯曲冲击试验。 该试验是指， 制备一定形状和尺寸的金属试样， 使其具有U 形缺口或V 形缺口，且在夏比冲击试验机上处于简支梁状态， 以试验机举起的摆锤做一次冲击，使试样沿缺口冲断， 用折断时摆锤重新升起的高度差来计算试样的吸收功，即aku (U 形缺口) 和akv (V 形缺口)， 进而计算其冲击韧度。

其他试验方法还有落锤试验和动态撕裂试验等， 实际上都是使用大型夏比试样的弯曲冲击试验。 落锤试验主要用于试样的无损检测； 动态撕裂试验用于测定动态撕裂功和无损检测。 根据落锤试验和动态撕裂试验求得的无损检测结果， 可以建立表征应力、 缺陷和工作温度关系的断裂分析图。