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材料力學性能的術語解讀－－沖擊功Ak 沖擊韌性ak
日期：2025-08-11 04:25
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摘要：
材料力學性能的術語解讀－－沖擊功Ak 沖擊韌性ak
沖擊功Ak 沖擊韌性ak
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力，即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak，單位為焦耳（J）。
而用試樣缺口處的截面積F去除Ak，可得到材料的沖擊韌度（沖擊值）指標，即ak=Ak/F，其單位為kJ/m2或J/cm2。 因此，沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞。
一般把ak值低的材料稱為脆性材料，ak值高的材料稱為韌性材料。
ak值取決于材料及其狀態，同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感，如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使ak值明顯降低；同種材料的試樣，缺口越深、越尖銳，缺口處應力集中程度越大，越容易變形和斷裂，沖擊功越小，材料表現出來的脆性越高。因此不同類型和尺寸的試樣，其ak或Ak值不能直接比較。
材料的ak值隨溫度的降低而減小，且在某一溫度范圍內，ak值發生急劇降低，這種現象稱為冷脆，此溫度范圍稱為“韌脆轉變溫度（Tk）”。
沖擊韌度指標的實際意義在于揭示材料的變脆傾向。沖擊韌性值akv(u)沖擊吸收功除以試樣缺口處底部橫截面積所得的商。單位為焦耳/厘米2（J/cm2）或公斤力 . 米/厘米2（Kgf . m/cm2）。計算公式為：式中：Akv(u)--試樣折斷時所吸收的功，Kgf . m（J）；S --試樣缺口處底部橫截面面積，cm2。常溫沖擊試驗溫度為20±50C；低溫沖擊試驗溫度范圍為<15～-1920C；高溫沖擊試驗溫度范圍為35～10000C。低溫沖擊試驗所用冷卻介質一般為無毒、**、不腐蝕金屬和在試驗溫度下不凝固的液體或氣體。如無水乙醇（酒精）、固態二氧化碳（干冰）或液氮霧化氣（液氮）等。
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力，即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak，單位為焦耳（J）。
而用試樣缺口處的截面積F去除Ak，可得到材料的沖擊韌度（沖擊值）指標，即ak=Ak/F，其單位為kJ/m2或J/cm2。 因此，沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞。
一般把ak值低的材料稱為脆性材料，ak值高的材料稱為韌性材料。
ak值取決于材料及其狀態，同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感，如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使ak值明顯降低；同種材料的試樣，缺口越深、越尖銳，缺口處應力集中程度越大，越容易變形和斷裂，沖擊功越小，材料表現出來的脆性越高。因此不同類型和尺寸的試樣，其ak或Ak值不能直接比較。
材料的ak值隨溫度的降低而減小，且在某一溫度范圍內，ak值發生急劇降低，這種現象稱為冷脆，此溫度范圍稱為“韌脆轉變溫度（Tk）”。
沖擊韌度指標的實際意義在于揭示材料的變脆傾向。沖擊韌性值akv(u)沖擊吸收功除以試樣缺口處底部橫截面積所得的商。單位為焦耳/厘米2（J/cm2）或公斤力 . 米/厘米2（Kgf . m/cm2）。計算公式為：式中：Akv(u)--試樣折斷時所吸收的功，Kgf . m（J）；S --試樣缺口處底部橫截面面積，cm2。常溫沖擊試驗溫度為20±50C；低溫沖擊試驗溫度范圍為<15～-1920C；高溫沖擊試驗溫度范圍為35～10000C。低溫沖擊試驗所用冷卻介質一般為無毒、**、不腐蝕金屬和在試驗溫度下不凝固的液體或氣體。如無水乙醇（酒精）、固態二氧化碳（干冰）或液氮霧化氣（液氮）等。
