金属材料冲击韧性影响因素的分析.docx

1、原材料的影响金 属 材 料 的 冲 击 韧 性 与 金 属 材 料 自 身 的 金 相组 织 结 构、化 学 成 分、物 理 性 能、加 工 工 艺、热 处 理工 艺 等 均 有 关，因 此 冲 击 试 验 成 为 检 查 金 属 材 料 的 冶金 质 量 必 不 可 少 的 手 段。由 于 原 材 料 自 身 性 能 的 影 响，导 致 冲 击 试 验 结 果 的 离 散 性 较 大。孙 国 庆 等 人 研 究 了 材 料 化 学 成 分(包 括 C、Si、Mn、P、S)金 相 组 织(组 成 相、晶 粒 度、带 状 组 织)、热 处 理 工 艺、非 金 属 夹 杂 等 对 板 材 冲 击 韧 性 的 影 响，结 果 表 明：化 学 成 分 是 通 过 组 织 来 影 响 金 属 材 料 冲 击韧 性 的，当 C、P、S 含 量 增 加 时，冲 击 韧 性 减 小，珠 光 体 含 量 越 高 则 冲 击 韧 性 越 小，铁 素 体 含 量 越 高 则冲 击 韧 性 越 大，非 金 属 夹 杂 会 破 坏 组 织 的 连 续 性，导致 应 力 集 中，因 此 提 高 组 织 均 匀 性 和 钢 材 中 洁 净 度 水平，可 以 提 高 材 料 冲 击 韧 性。徐 慧 君 等 人 通 过 实 验 研 究 了 球 墨 铸 铁 冲 击 韧性 的 影 响 因 素，研 究 表 明：强 度 低、塑 性 和 韧 性 好 的铁 素 体 含 量 越 高，冲 击 韧 性 则 越 好；网 状 的 渗 碳 体 会恶 化 球 墨 铸 铁 的 韧 性，其 数 量 越 多 球 墨 铸 铁 的 冲 击 韧性 越 差，一 般 提 高 含 碳 量 可 以 提 高 球 墨 铸 铁 材 料 的 冲击 韧 性。2、冲击试样取样方向的影响实 际 生 产 和 工 程 应 用 中，金 属 材 料 大 多 都 采 用轧 制 的 方 式，在 轧 制 过 程 中 金 属 夹 杂 伴 随 着 金 属 晶 粒沿 着 主 变 形 方 向 被 拉 长，形 成 金 属 纤 维 组 织，严 重 影响 金 属 材 料 的 冲 击 韧 性。因 此，沿 着 轧 制 方 向 取 样，即 试 样 长 轴 平 行 于 轧 制 方 向，缺 口 开 在 垂 直 于 轧 制 方向 上，这 样 取 样 使 得 冲 击 韧 性 较 大；反 之，垂 直 于 轧制 方 向 取 样，顺 着 轧 制 方 向 开 缺 口，这 样 取 样 使 得 冲击 韧 性 较 小。3、缺口几何形状和加工质量的影响3.1缺 口 几 何 形 状根 据 GB/T229-2007 标 准 中 对 缺 口 形 状 的 分类，主 要 分 为 U 型 和 V 型 两 种 缺 口，V 型 缺 口 相 比 U型 缺 口，应 力 更 加 集 中，通 过 对 比 试 验 发 现，两 种 缺口 的 冲 击 韧 性 存 在 差 异。孙 芳 芳 等 人 在 室 温 条 件 下，研 究 了 5 种 不 同 缺口 形 状 对 铁 基 烧 结 材 料 冲 击 韧 性 的 影 响，结 果 表 明，有 缺 口 的 冲 击 试 样 无 论 缺 口 形 状 为 何，其 冲 击 韧 性 都远 小 于 无 缺 口 的 冲 击 试 样，有 缺 口 的 试 样 断 口 塑 性 变形 明 显，无 缺 口 的 冲 击 试 样 断 口 无 塑 性 变 形；文 章 还对 V 型、U 型、I 型、半 圆 型 等 缺 口 类 型 的 冲 击 韧 性进 行 了 比 对 试 验，发 现 其 冲 击 韧 性 从 大 到 小 依 次 为：半 圆 型、U 型、V 型、I 型 冲 击 试 样。综 上 所 述，对 于 同 种 金 属 材 料，有 缺 口 试 样 的冲 击 韧 性 远 小 于 无 缺 口 试 样，缺 口 冲 击 试 样 的 缺 口 会使 得 金 属 材 料 应 力 更 加 集 中，冲 击 韧 性 变 差；对 于 缺口 冲 击 试 样 其 应 力 集 中 显 著 程 度 从 大 到 小 依 次 为：I型、V 型、U 型、半 圆 型 冲 击 试 样。3.2缺 口 加 工 质 量缺 口 加 工 质 量 是 影 响 缺 口 冲 击 试 样 冲 击 韧 性的 重 要 因 素 之 一。缺 口 加 工 质 量 主 要 是 通 过 影 响 缺 口附 近 应 力、应 变 集 中 程 度 来 影 响 材 料 冲 击 韧 性 的。研究 表 明，冲 击 韧 性 随 着 冲 击 试 样 缺 口 深 度 的 增 加 逐 渐减 小，随 着 缺 口 根 部 半 径 的 增 大，金 属 材 料 冲 击 韧 性逐 渐 增 大；冲 击 韧 性 随 着 缺 口 底 部 加 工 划 痕、硬 化 程度 的 增 加 而 逐 渐 减 小。因