15.1定则的根据及成立原理

机械产品及其零部件大多都直接暴露在大气环境之下使用，在夏天的直射阳光下温度甚至可以上升到100℃以上，而到了冬天的早晨，降到-40℃以下的地方也有。因此，这些机器的长期安全使用的温度范围就必须保证从100℃以上的高温直至-40℃附近的低温。外表涂装颜色为黑色时，高温更要提高到130℃才行。

图3.15.1 不同试验温度下吸收能量与Mn/C的关系

上述的机器，很多零部件的形状都有缺口，因此当温度低到-40℃附近时，如何设定能够保证承受冲击载荷的材料的安全许用冲击强度就是非常重要的了。环境温度影响冲击强度，随着温度的降低，冲击强度也降低，最终出现所谓冷脆性。(www.xing528.com)

图3.15.1所示为不同试验温度下吸收能量与Mn/C的关系。高锰钢所含锰的比例各有不同。图中的Mn/C=11.9等数字等式，表示相对于C（碳）的Mn（锰）含量的倍数。图中由上至下顺次表示了锰碳含量对比倍率由11.9到7.7、4.0、1.5的四条曲线，反映不同试验温度下材料吸收能量的变化。

由图3.15.1可知，锰碳含量对比倍率（Mn/C）越高，材料能够抵御吸收能量急剧下降的温度就越低。当锰碳含量对比倍率（Mn/C）达到11.9时，即使到了-40℃的低温环境下，材料吸收能量的能力也能保持在一个高水平，不过当温度低到-45℃以后，吸收能量的能力就急剧下降。吸收能量的能力大小，就意味着承受冲击载荷的冲击强度大小。图中Mn/C倍率为11.9的曲线，显示了直到-40℃的低温下高锰钢仍旧能保证一个较高水平的冲击强度；而Mn/C倍率为7.7的曲线，显示了到-25℃附近为止冲击强度几乎保持水平状态大小无变化，而一旦低于-25℃，冲击强度曲线就陡坡直下了。