Slagvastheid van metalen materialen verwijst naar hun vermogen om schade te weerstaan en vervorming te herstellen wanneer ze worden blootgesteld aan schokbelasting, en deze prestatie-index is van groot belang voor de praktische toepassing van materialen. Slagvastheid weerspiegelt niet alleen de mate van taaiheid en brosheid van het materiaal, maar bepaalt ook de duurzaamheid en betrouwbaarheid van het materiaal onder dynamische belasting. Er zijn veel factoren die de slagvastheid van metalen materialen beïnvloeden, waaronder de aard van de grondstof zelf, de oriëntatie van het monster, de geometrie van de kerf en de verwerkingskwaliteit, de nauwkeurigheid van de testmachine, de pasvorm tussen de slinger en het frame, de testtemperatuur, de positionering van het inslagmonster enzovoort.
1. De aard van de grondstof zelf
De slagvastheid van metalen materialen hangt nauw samen met hun eigen metallografische structuur, chemische samenstelling, fysische eigenschappen, verwerkings- en warmtebehandelingsprocessen. De chemische samenstelling van het metaal, vooral koolstof (C), fosfor (P), zwavel (S) en andere elementen, leidt bijvoorbeeld, wanneer hun gehalte toeneemt, meestal tot een vermindering van de slagvastheid van het materiaal. Dit komt omdat deze elementen de neiging hebben brosse fasen of insluitsels in het materiaal te vormen, waardoor de spanningsconcentraties toenemen en de taaiheid van het materiaal afneemt. Integendeel, elementen zoals mangaan (Mn) en nikkel (Ni) kunnen de taaiheid van het materiaal binnen een bepaald bereik effectief verbeteren; Mn kan de korrel verfijnen en de precipitatie van carbiden langs de korrelgrenzen remmen, terwijl Ni de laagenergie van ferriet kan verhogen en de dwarsslipverplaatsing van dislocaties kan bevorderen, wat kan helpen de taaiheid van staal te verbeteren.
Bovendien heeft de fasesamenstelling van een metallisch materiaal ook een aanzienlijk effect op de taaiheid ervan. Hoe hoger het gehalte aan ferriet, een fase met lage sterkte, goede plasticiteit en taaiheid, hoe beter de slagvastheid van het materiaal gewoonlijk is. Integendeel, netvormige carburieten verslechteren de taaiheid van het materiaal, en hoe hoger hun hoeveelheid, hoe slechter de slagvastheid van het materiaal. Door de chemische samenstelling van het materiaal en het warmtebehandelingsproces aan te passen, kan daarom de fasesamenstelling worden gecontroleerd en dus de slagvastheid van het materiaal worden geoptimaliseerd.
2. Oriëntatie van monsters
De oriëntatie van metalen materialen beïnvloedt hun mechanische eigenschappen, inclusief taaiheid. In de feitelijke productie- en technische toepassingen worden de meeste metalen materialen gerold, tijdens het walsproces worden metalen insluitsels vergezeld van metaalkorrels langs de hoofdvervormingsrichting langwerpig, de vorming van metaalvezelweefsel, wat de slagvastheid van metalen materialen ernstig beïnvloedt. Daarom, langs de bemonstering in de rolrichting, dat wil zeggen de lange as van het monster evenwijdig aan de rolrichting, open in de richting loodrecht op de rolrichting, zodat de slagvastheid van de bemonstering wordt verkregen door de grotere; integendeel, loodrecht op de bemonstering in de walsrichting, langs de walsrichting van de openingsinkeping, de slagvastheid verkregen door de bemonstering van de kleinere.
3. Inkepingsgeometrie en verwerkingskwaliteit
Inkepingsgeometrie en verwerkingskwaliteit hebben een belangrijke invloed op de slagvastheid van het materiaal. Volgens de GB/T 229-2007-standaard is de inkeping hoofdzakelijk verdeeld in U-type en V-type, twee soorten V-type inkepingen vergeleken met U-type inkepingen, de spanning is meer geconcentreerd, dus de slagvastheid is meestal lager. Voor hetzelfde metalen materiaal is de slagvastheid van gekerfde monsters veel kleiner dan die van niet-gekerfde monsters, omdat de kerf zal leiden tot spanningsconcentratie, wat de taaiheid van het materiaal zal verminderen. De gekerfde inslagmonsters hebben een aanzienlijke mate van spanningsconcentratie in afnemende volgorde van I-type, V-type, U-type en halfronde inslagmonsters.
Bovendien is de kwaliteit van de kerfverwerking ook een van de belangrijke factoren die de slagvastheid beïnvloeden. Inkepingsverwerkingskwaliteit voornamelijk door de impact van inkeping in de buurt van de spanning, spanningsconcentratie om de slagvastheid van het materiaal te beïnvloeden. Studies hebben aangetoond dat de slagvastheid van de kerfdiepte van het inslagmonster met de toename van de geleidelijke afname, naarmate de kerfwortelradius toeneemt, de slagvastheid van metalen materialen geleidelijk toeneemt; slagvastheid met de onderkant van de inkeping bij het bewerken van krassen, verhardingsgraad van de geleidelijke afname. Daarom moet dit in strikte overeenstemming zijn met de GB/T 229-2007 impact-inkeping-monster-inkeping-grootte van de bepalingen van de verwerking van impact-monsters.
4. De nauwkeurigheid van de testmachine en de slinger en het frame met de coördinatie
De slagvastheid van metalen materialen op de slagvastheid van de machine heeft bepaalde vereisten, de testmachine met lage precisie op de slagvastheid van de grotere impact. Bovendien houdt de impacttaaiheid ook verband met de fout van het leesapparaat van de impacttestmachine, dus de test moet worden uitgevoerd vóór de nulbewerking.
Slinger met het frame is ook van cruciaal belang. Impacttests zijn een eenmalige vernietigingstest, dus de pasvorm van de slinger op het frame moet nauwkeurig zijn. Hierbij valt te denken aan de evenwijdigheid van de slingeras en het referentievlak, de evenwijdigheid van de slingerzijde en het zwenkvlak, de radiale en axiale speling van de slingeras, de afstand van de slingeras tot het trefpunt, de relatieve positie van de impactmesrand en de steunoverspanning, enz., die moeten voldoen aan de eisen van de relevante normen. Wanneer de relatieve positie van de impactmesrand en het midden van de steunoverspanning niet aan de vereisten voldoet, kunnen de impactmesrand en de middellijn van de monsterinkeping niet samenvallen, wat resulteert in onnauwkeurige meetresultaten en de impacttaaiheid zal groot zijn.
5. Testtemperatuur
De testtemperatuur is ook een van de belangrijke factoren die de slagvastheid van materialen beïnvloeden. Bij het testen van de slagvastheid kan worden vastgesteld dat het materiaal zich in het temperatuurbereik van de brosse zone bevindt. Bij gebruik van het proces kan worden gecontroleerd om de temperatuur van de brosse zone op het materiaal te vermijden. Verschillende non-ferrometalen materialen en hun slagvastheid door de invloed van temperatuur zijn verschillend, maar het schokabsorptiewerk houdt verband met de temperatuur van de temperatuur, temperatuuruniformiteit en de lengte van de isolatietijd. Naarmate de temperatuur daalt, neemt de slagvastheid van het materiaal gewoonlijk af. Dit komt omdat het plastische vervormingsvermogen van het materiaal bij lage temperaturen wordt verminderd en de scheuruitzetting wordt versneld, wat leidt tot een vermindering van de taaiheid.
6. Positionering van inslagmonsters
De positionering van het inslagmonster moet ervoor zorgen dat de hartlijn van de inkeping van het inslagmonster samenvalt met de rand van het inslagmes op de slinger om de testfout te verminderen. Als hun relatieve posities niet samenvallen en niet kunnen voldoen aan de vereisten van 0.5 mm, kan de maximale impactkracht niet inwerken op de minimale doorsnede van de inkeping van het inslagmonster, wat uiteindelijk leidt tot een afwijking in de impacttaaiheid.
7. Andere factoren
Naast de bovengenoemde factoren kunnen de interne defecten en onzuiverheden van metalen materialen ook hun slagvastheid aanzienlijk beïnvloeden. Defecten en onzuiverheden verhogen de spanningsconcentratie en verminderen de taaiheid van het materiaal. Interne defecten zoals insluitsels en bellen kunnen bijvoorbeeld leiden tot het ontstaan en uitbreiden van scheuren, waardoor de slagvastheid van het materiaal wordt verminderd. Om de impact van defecten en onzuiverheden op de taaiheid van materialen te verminderen, moeten de kwaliteit van de grondstoffen en de omstandigheden van het productieproces strikt worden gecontroleerd tijdens de bereiding en verwerking van materialen.
