用一定尺寸和形狀的金屬試樣,在規(guī)定類型的沖擊試驗(yàn)上受沖擊負(fù)荷折斷時,試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功,稱為沖擊韌性以αk表示。
目前常用的10×10×55mm,帶2mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣,標(biāo)準(zhǔn)上直接采用沖擊功(J焦耳值)AK,而不是采用αK值。因?yàn)閱挝?面積上的沖擊功并無實(shí)際意義。
沖擊功對于檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉(zhuǎn)化為敏感,而實(shí)際服役條件下的災(zāi)難性破斷事故,往往與材料的沖擊功及服役溫 度有關(guān)。因此在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中常常規(guī)定某一溫度時的沖擊功值為多少、還規(guī)定FATT(斷口面積轉(zhuǎn)化溫度)要低于某一溫度的技術(shù)條件。所謂FATT,即一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷后,對沖擊斷口進(jìn)行評定,當(dāng)脆性斷裂占總面積的50%時所對應(yīng)的溫度。
由于鋼板厚度的影響,對厚度≤10mm的鋼板,可取得3/4小尺寸沖擊試樣(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸沖擊試樣(5×10×55mm)。但是一定要注意,同規(guī)格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下,才可按標(biāo)準(zhǔn)的換算方法,折算成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣的沖擊功,再相互比較。
目前我國國內(nèi)用于容器設(shè)計(jì)制造的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定以夏比V形缺口、橫向取樣方式為主。沖擊試樣的缺口形式對沖擊韌性影響非常大,夏比V形缺口比夏比U形缺口更為尖銳,更能反應(yīng)材料的缺口和內(nèi)部缺陷對動態(tài)載荷的敏感性。對于U形試樣,進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時,其沖擊功大部分消耗于裂紋的形成,而對V形缺口試樣,其沖擊功大部分消耗于裂紋的擴(kuò)展。U形缺口測得的沖擊韌性與V形缺口測得的沖擊韌性之間不存在對應(yīng)的換算關(guān)系。沖擊試樣的取樣方向規(guī)定為“橫向取樣”,主要考慮在鋼錠澆注時,會形成偏析及含有雜質(zhì),在軋制鋼板的過程中,這些不均勻部分和雜質(zhì)會順著金屬延伸方向形成纖維狀組織,從而使鋼板平行于軋制方向的力學(xué)性能高于垂直方向的力學(xué)性能。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖擊試樣取樣方向與美國ASME的規(guī)定是不一致的,美國ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖擊試樣取樣方向?yàn)椤翱v向取樣”,故對在國內(nèi)使用的國外進(jìn)口材料用于國內(nèi)的容器制造時,應(yīng)注意沖擊試樣的取樣方向應(yīng)規(guī)定為“橫向取樣”。