Испытания на ударную вязкость выполняют на маятниковом копре, нагрузка прилагается с высокой скоростью - падающим маятником. Маятник поднимают на высоту h₁ при падении он разрушает образец, поднимаясь на высоту h₂ при этом, h₂ меньше h₁ так как часть запасенной при подъеме работы тратится па разрушение образца (рис. 2.11). Таким образом, работа разрушения составит: А = m*g*(h₁-h₂), [кгс • м/см² или кДж/м²]. Ее значения считываются со шкалы, установленной на маятниковом копре.
При определении ударной вязкости пластичных материалов используют образцы с надрезом, который служит концентратором напряжений. В устье надреза возникают напряжения, близкие к всестороннему растяжению, т.е. испытание весьма жесткое. Это позволяет разрушать пластичные материалы. Используют U- (радиус надреза 1 мм) и V-образные (радиус надреза 0,25 мм) образцы
(рис. 2.12 а, б). В зависимости от формы надреза ударная вязкость обозначается КСU или КСV. Образец устанавливают на маятниковом копре так, чтобы удар маятника происходил против надреза, раскрывая его.
Ударная вязкость - это относительная работа разрушения, т.е. работа, отнесенная к площади (F) поперечного сечения образца до разрушения. Таким образом, KCU(KCV)= А/F [кгс • м/см² или кДж/м²].
Для определения ударной вязкости твердых, хрупких материалов используют образцы без надреза. Разрушение металла при ударных нагрузках развивается в две стадии. Па первой зарождается трещина, на второй она распространяется до разрушения образца. Суммарная величина работы разрушения складывается из двух составляющих — работы по зарождению (Аз) и распространению
(Ар) трещины. Эти составляющие зависят от структуры материала. Для разделения общей работы разрушения на Аз и Ар используют специальные образцы с наведенной (усталостной — см. ниже) трещиной (см. рис. 2.12, в). Трещину получают на специальных вибраторах. При разрушении такого образца необходимо затратить только работу на распространение трещины. Ударная вязкость, определенная на таких образцах, обозначается КСТ (трещина). Надежность материала определяется работой, затраченной на распространение трещины. У хрупких материалов величина Ар практически равна нулю (именно поэтому применяют образцы без надреза, определяя Аз).
Читайте также:
определение порога хладоломкости