Metalinių medžiagų atsparumas smūgiams reiškia jų gebėjimą atsispirti pažeidimams ir atstatyti deformaciją veikiant smūginei apkrovai, o šis eksploatacinių savybių indeksas yra labai svarbus praktiniam medžiagų pritaikymui. Smūginis atsparumas ne tik atspindi medžiagos kietumo ir trapumo laipsnį, bet ir lemia medžiagos ilgaamžiškumą bei patikimumą veikiant dinaminei apkrovai. Yra daug veiksnių, turinčių įtakos metalinių medžiagų atsparumui smūgiams, įskaitant pačios žaliavos pobūdį, bandinio orientaciją, įpjovos geometriją ir apdorojimo kokybę, bandymo mašinos tikslumą, švytuoklės ir rėmo tvirtumą, bandymo temperatūra, smūginio bandinio padėtis ir pan.
1. Pačios žaliavos pobūdis
Metalo medžiagų atsparumas smūgiams yra glaudžiai susijęs su jų pačių metalografine struktūra, chemine sudėtimi, fizinėmis savybėmis, apdirbimo ir terminio apdorojimo procesais. Pavyzdžiui, dėl metalo cheminės sudėties, ypač anglies (C), fosforo (P), sieros (S) ir kitų elementų, kai jų kiekis didėja, dažniausiai sumažėja medžiagos atsparumas smūgiams. Taip yra todėl, kad šie elementai yra linkę formuoti trapias fazes arba inkliuzus medžiagoje, todėl padidėja įtempių koncentracija ir sumažėja medžiagos kietumas. Priešingai, tokie elementai kaip manganas (Mn) ir nikelis (Ni) gali veiksmingai pagerinti medžiagos kietumą tam tikrame diapazone; Mn gali patobulinti grūdus ir slopinti karbidų nusodinimą išilgai grūdelių ribų, o Ni gali padidinti ferito sluoksniavimosi energiją ir skatinti dislokacijų skersinį poslinkį, o tai gali padėti pagerinti plieno kietumą.
Be to, metalinės medžiagos fazinė sudėtis taip pat turi didelę įtaką jos kietumui. Kuo didesnis ferito kiekis, mažo stiprumo, gero plastiškumo ir kietumo fazė, tuo paprastai yra didesnis medžiagos atsparumas smūgiams. Priešingai, tinkliniai karburitai pablogina medžiagos kietumą, o kuo didesnis jų kiekis, tuo prastesnis medžiagos atsparumas smūgiams. Todėl, koreguojant medžiagos cheminę sudėtį ir terminio apdorojimo procesą, galima kontroliuoti fazių sudėtį ir taip optimizuoti medžiagos atsparumą smūgiams.
2. Bandinių orientavimas
Metalinių medžiagų orientacija turi įtakos jų mechaninėms savybėms, įskaitant kietumą. Faktiškai gamyboje ir inžinerijoje dauguma metalinių medžiagų yra valcuojamos, o valcavimo procese metalo intarpai kartu su metalo grūdeliais pagrindine deformacijos kryptimi pailgėja, susidaro metalo pluošto audinys, smarkiai paveikiantis metalinių medžiagų atsparumą smūgiams. Todėl išilgai riedėjimo krypties ėminių ėmimo, ty ilgosios bandinio ašies, lygiagrečios riedėjimo krypčiai, įpjova atidaroma riedėjimo krypčiai statmena kryptimi, kad ėminio atsparumas smūgiams būtų gautas didesnis; priešingai, statmenai riedėjimo krypčiai, išilgai atidarymo įpjovos riedėjimo krypties, atsparumas smūgiams, gautas imant mažesnio išpjovą.
3. Įpjovos geometrija ir apdorojimo kokybė
Įpjovos geometrija ir apdorojimo kokybė turi didelę įtaką medžiagos atsparumui smūgiams. Pagal GB/T 229-2007 standartą įpjova daugiausia skirstoma į U tipo ir V tipo dviejų rūšių V tipo įpjovas, palyginti su U tipo įpjovomis, įtempis yra labiau koncentruotas, todėl jo atsparumas smūgiams yra mažesnis. paprastai žemesnė. Tai pačiai metalinei medžiagai, įpjovų bandinių atsparumas smūgiams yra daug mažesnis nei bandinių be įpjovų, nes dėl įpjovos susikaups įtempiai, o tai sumažins medžiagos kietumą. Įrėžti smūginiai bandiniai turi didelį įtempių koncentracijos laipsnį I tipo, V tipo, U tipo ir pusapvalių smūginių bandinių mažėjimo tvarka.
Be to, įpjovų apdorojimo kokybė taip pat yra vienas iš svarbių veiksnių, turinčių įtakos atsparumui smūgiams. Įpjovos apdorojimo kokybė daugiausia dėl įpjovos, esančios šalia įtempimo, smūgio, įtempimo koncentracijos, turinčios įtakos medžiagos atsparumui smūgiams. Tyrimai parodė, kad smūginio bandinio įpjovos gylio atsparumas smūgiams, palaipsniui mažėjant, didėjant įpjovos šaknies spinduliui, palaipsniui didėja metalinių medžiagų atsparumas smūgiams; atsparumas smūgiams su įpjovos apdirbimo įbrėžimais apačioje, kietėjimo laipsnis palaipsniui mažėja. Todėl turėtų būti griežtai laikomasi GB/T 229-2007 smūgio įpjovos bandinio įpjovos dydžio smūginio mėginio apdorojimo nuostatų.
4. Bandymo mašinos ir švytuoklės bei rėmo tikslumas su derinimu
Metalinių medžiagų atsparumas smūgiams smūgio bandymo mašinos tikslumui kelia tam tikrus reikalavimus, o mažo tikslumo bandymo mašina - didesnio smūgio atsparumui. Be to, atsparumas smūgiams taip pat yra susijęs su smūgio bandymo mašinos skaitymo įrenginio klaida, todėl bandymas turėtų būti atliktas prieš nulinę operaciją.
Švytuoklė su rėmu taip pat yra labai svarbi. Smūgio bandymas yra vienkartinis sunaikinimo bandymas, todėl švytuoklės prigludimas prie rėmo turi būti tikslus. Tai apima švytuoklės ašies ir atskaitos plokštumos lygiagretumą, švytuoklės kraštinės ir svyravimo plokštumos lygiagretumą, švytuoklės ašies radialinį ir ašinį atstumą, atstumą nuo švytuoklės ašies iki smūgio centro, santykinę švytuoklės padėtį. smūginio peilio briauna ir atraminis tarpatramis ir kt., kurie turi atitikti atitinkamų standartų reikalavimus. Kai santykinė smūginio peilio krašto ir atraminio tarpatramio centro padėtis neatitinka reikalavimų, smūginio peilio briauna ir bandinio įpjovos vidurio linija negali sutapti, todėl matavimo rezultatai bus netikslūs, smūgio atsparumas bus didelis.
5. Bandymo temperatūra
Bandymo temperatūra taip pat yra vienas iš svarbių veiksnių, turinčių įtakos medžiagų atsparumui smūgiams. Atliekant atsparumo smūgiams bandymą, norint nustatyti, kad medžiaga yra trapios zonos temperatūros diapazone, procesą galima kontroliuoti, kad būtų išvengta trapios zonos temperatūros ant medžiagos. Įvairios spalvotųjų metalų medžiagos ir jų atsparumas smūgiams temperatūros poveikiu skiriasi, tačiau smūgio sugerties darbas yra susijęs su temperatūros temperatūra, temperatūros vienodumu, šiltinimo trukmės trukme. Temperatūrai mažėjant, medžiagos atsparumas smūgiams dažniausiai mažėja, nes žemoje temperatūroje sumažėja medžiagos plastinės deformacijos gebėjimas, pagreitėja įtrūkimų plėtimosi greitis, dėl ko sumažėja kietumas.
6. Smūginių bandinių padėties nustatymas
Smūginio bandinio padėtis turi užtikrinti, kad smūginio bandinio įpjovos vidurio linija sutaptų su smūgio peilio kraštu, esančiu ant švytuoklės, kad būtų sumažinta bandymo veikimo klaida. Jei jų santykinė padėtis nesutampa, negali atitikti 0,5 mm reikalavimų, didžiausia smūgio jėga negali veikti smūginio bandinio įpjovos šaknies minimalaus skerspjūvio, o tai galiausiai lemia atsparumo smūgiams poslinkį.
7. Kiti veiksniai
Be minėtų veiksnių, metalinių medžiagų vidiniai defektai ir priemaišos taip pat gali reikšmingai paveikti jų atsparumą smūgiams. Defektai ir priemaišos padidina įtempių koncentraciją ir sumažina medžiagos kietumą. Pavyzdžiui, vidiniai defektai, tokie kaip intarpai ir burbuliukai, gali sukelti įtrūkimų atsiradimą ir išsiplėtimą, taip sumažinant medžiagos atsparumą smūgiams. Siekiant sumažinti defektų ir priemaišų įtaką medžiagų kietumui, ruošiant ir apdorojant medžiagas reikia griežtai kontroliuoti žaliavų kokybę ir gamybos proceso sąlygas.
