冲击功是描述材料承受动态载荷情况下对缺口或裂纹的敏感性。它反映的是缺口或裂纹钝化、起裂和扩展过程中吸收的能量。在冲击载荷作用下,裂纹体首先发生弹塑性变形,当裂纹尖端附近的能量达到临界值时,裂纹开始起裂,随后扩展至完全破断。
通常可以将总的冲击功分解为起裂功和扩展功,起裂功反映裂纹尖端附近在扩展前的塑性变形能力,而扩展功则反映材料抵抗裂纹扩展的能力,两者都受加载速率的影响。
然而,在试验测试中要确定裂纹扩展过程的起裂点是很困难的,特别是在高速动态载荷作用下更难。因此,通常在示波冲击试验中记录载荷位移曲线,以最大载荷对应的点作为起裂点。这种处理方法虽然不太确切,但从相对的角度来说也是靠近起裂点的。本文采用柔度法进行起裂功和扩展功的区分,相对来说要更靠近起裂点一些。
冲击速度增大,冲击功降低。江苏真空泵这是由于随着冲击速度即加载速度的增加,材料的屈服强度上升,塑性下降,因此韧性也下降。当冲击速度在15m/s附近时,母材、焊缝和热影响区的冲击韧性几乎一致,可以看作一个临界值。
当冲击速度低于15m/s时,降低冲击速度,焊缝的冲击韧性增加迅速,热影响区的次之,母材的最小;而在高于15m/s时,增加冲击速度,焊接接头各个区的冲击功变化不大,但热影响区的最低。通常的示波冲击速度在5m/s左右,罗茨水喷射机组在这一速度下焊缝的冲击韧性最好。
上述结果表明,焊缝和热影响区对冲击速度比母材金属更敏感,原因是在焊缝中存在着合金元素及组织偏析现象,对加载速度比较敏感;而在热影响区由于组织粗大以及存在极大的组织梯度,对加载速度也是比较敏感的。焊接热影响区的冲击韧性在低速下比母材的还高一些,原因是试验时的预制裂纹很难控制在晶粒最粗大区域,而裂纹前沿的部分区域可能处在细晶区,因此裂纹体的断裂韧性的表象是焊接热影响区的综合效果。可以认为,对于16MnR这样的低合金压力容器钢,在高速载荷作用下,焊接热影响区是关系到整个焊接接头安全的重要部位,要全面评价其断裂力学行为。单从常规下的冲击韧性不能判定在高速载荷作用下的力学行为,必须进行高速冲击试验。