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1、原材料的影響

金屬材料的沖擊韌性與金屬材料自身的金相組織結構、化學(xué)成分、物理性能、加工工藝、熱處理工藝等均有關(guān)，因此沖擊試驗成為檢查金屬材料的冶金質(zhì)量必不可少的手段。由于原材料自身性能的影響，導致沖擊試驗結果的離散性較大。

孫國慶等人研究了材料化學(xué)成分(包括C、Si、Mn、P、S)金相組織(組成相、晶粒度、帶狀組織)、熱處理工藝、非金屬夾雜等對板材沖擊韌性的影響，結果表明：化學(xué)成分是通過(guò)組織來(lái)影響金屬材料沖擊韌性的，當C、P、S含量增加時(shí)，沖擊韌性減小，珠光體含量越高則沖擊韌性越小，鐵素體含量越高則沖擊韌性越大，非金屬夾雜會(huì )破壞組織的連續性，導致應力集中，因此提高組織均勻性和鋼材中潔凈度水平，可以提高材料沖擊韌性。

徐慧君等人通過(guò)實(shí)驗研究了球墨鑄鐵沖擊韌性的影響因素，研究表明：強度低、塑性和韌性好的鐵素體含量越高，沖擊韌性則越好；網(wǎng)狀的滲碳體會(huì )惡化球墨鑄鐵的韌性，其數量越多球墨鑄鐵的沖擊韌性越差，一般提高含碳量可以提高球墨鑄鐵材料的沖擊韌性。

2、沖擊試樣取樣方向的影響

實(shí)際生產(chǎn)和工程應用中，金屬材料大多都采用軋制的方式，在軋制過(guò)程中金屬夾雜伴隨著(zhù)金屬晶粒沿著(zhù)主變形方向被拉長(cháng)，形成金屬纖維組織，嚴重影響金屬材料的沖擊韌性。因此，沿著(zhù)軋制方向取樣，即試樣長(cháng)軸平行于軋制方向，缺口開(kāi)在垂直于軋制方向上，這樣取樣使得沖擊韌性較大；反之，垂直于軋制方向取樣，順著(zhù)軋制方向開(kāi)缺口，這樣取樣使得沖擊韌性較小。

3、缺口幾何形狀和加工質(zhì)量的影響

3.1 缺口幾何形狀

根據GB/T229-2007標準中對缺口形狀的分類(lèi)，主要分為U型和V型兩種缺口，V型缺口相比U型缺口，應力更加集中，通過(guò)對比試驗發(fā)現，兩種缺口的沖擊韌性存在差異。

孫芳芳等人在室溫條件下，研究了5種不同缺口形狀對鐵基燒結材料沖擊韌性的影響，結果表明，有缺口的沖擊試樣無(wú)論缺口形狀為何，其沖擊韌性都遠小于無(wú)缺口的沖擊試樣，有缺口的試樣斷口塑性變形明顯，無(wú)缺口的沖擊試樣斷口無(wú)塑性變形；文章還對V型、U型、I型、半圓型等缺口類(lèi)型的沖擊韌性進(jìn)行了比對試驗，發(fā)現其沖擊韌性從大到小依次為：半圓型、U型、V型、I型沖擊試樣。

綜上所述，對于同種金屬材料，有缺口試樣的沖擊韌性遠小于無(wú)缺口試樣，缺口沖擊試樣的缺口會(huì )使得金屬材料應力更加集中，沖擊韌性變差；對于缺口沖擊試樣其應力集中顯著(zhù)程度從大到小依次為：I型、V型、U型、半圓型沖擊試樣。

3.2 缺口加工質(zhì)量

缺口加工質(zhì)量是影響缺口沖擊試樣沖擊韌性的重要因素之一。缺口加工質(zhì)量主要是通過(guò)影響缺口附近應力、應變集中程度來(lái)影響材料沖擊韌性的。研究表明，沖擊韌性隨著(zhù)沖擊試樣缺口深度的增加逐漸減小，隨著(zhù)缺口根部半徑的增大，金屬材料沖擊韌性逐漸增大；沖擊韌性隨著(zhù)缺口底部加工劃痕、硬化程度的增加而逐漸減小。因此，應該嚴格按照GB/T229-2007中沖擊缺口試樣缺口尺寸的規定加工沖擊試樣。相關(guān)研究表明：對于沖擊韌性較大的材料，沖擊試樣加工精度對試驗結果的影響越大，所以試驗結果的分散性也越大。

4、試驗機的影響

4.1 試驗機的精度

金屬材料沖擊韌性對沖擊試驗機的精度有一定的要求，精度低的試驗機對沖擊韌性影響較大，所以在安裝、調修和檢定沖擊試驗機時(shí)應該加以重視。沖擊韌性還與沖擊試驗機讀數裝置的誤差有關(guān)，因此試驗前應該執行清零操作。

4.2 擺錘與機架的配合

沖擊試驗為一次性破壞試驗，因此擺錘與機架的配合至關(guān)重要。擺錘與機架的配合主要包括：擺錘軸線(xiàn)和基準面的平行度、擺錘側面與擺動(dòng)平面的平行度、擺軸徑向和軸向間隙、擺軸軸線(xiàn)至打擊中心的距離、沖擊刀刃與支座跨距的相對位置等，這些均應滿(mǎn)足JJF145-2007中計量性能的要求。當沖擊刀刃與支座跨距中心的相對位置不滿(mǎn)足要求時(shí)，沖擊刀刃與試樣缺口中心線(xiàn)不能重合，導致測量結果不準確，沖擊韌性會(huì )偏大。

5、試驗過(guò)程的影響

5.1 試驗溫度

試驗溫度也是材料沖擊韌性重要影響因素之一，在沖擊韌性試驗過(guò)程中，找到材料所處的脆性區溫度范圍，在使用過(guò)程中可以加以控制，避免脆性區溫度對材料的影響。不同的有色金屬材料其沖擊韌性受溫度的影響均不同，但沖擊吸收功都與溫度的高低、溫度均勻度、保溫時(shí)間的長(cháng)短等有關(guān)。

5.2 沖擊試樣的定位

沖擊試樣的定位是為了保證沖擊試樣缺口的中線(xiàn)與擺錘上沖擊刀刃重合，減小試驗操作誤差，如果其相對位置不重合，不能滿(mǎn)足要求的0.5mm，則最大沖擊力無(wú)法作用在沖擊試樣缺口根部最小橫截面處，最終導致沖擊韌性偏大。

6、結論

通過(guò)此次對金屬材料沖擊韌性的影響因素分析，明確了沖擊試樣的原材料、試樣的取向、缺口幾何形狀和加工質(zhì)量、試驗機的精度、擺錘與機架的配合、試驗溫度、沖擊試樣的定位等因素對金屬材料沖擊韌性的影響，為正確評定金屬材料的韌脆性以及提高實(shí)驗結果的準確性提供了依據。