Як визначається ударна в'язкість металів
Ударна в'язкість - це здатність різних матеріалів поглинати енергію ударного навантаження, що є одним з найважливіших показників міцності. Ударна в'язкість того чи іншого матеріалу найчастіше визначається шляхом ударного вигину прямокутного зразка матеріалу, при цьому оцінюється робота до розриву або руйнування певного зразка при ударному навантаженні, яка і є показником ударної в'язкості. Визначення її проводиться на спеціальному пристосуванні - маятниковому копрі. Зразок матеріалу з надрізом посередині відчувають, б'ючи по ньому ножем маятника. Випробування цього показника металу може проводитися при температурі від -100 ° С до 1200 ° С, залежно від металу і цілі випробування. Ударна в'язкість металів є показником надійності того чи іншого матеріалу, вказує на його можливості чинити опір руйнуванню, викликаному розтягуючим напруженням між атомами.
Значення ударної в'язкості сталі визначається за величиною тієї роботи, якої достатньо для руйнування зразка цієї сталі. Її позначають сукупністю букв і цифр. Перші дві букви - це символ ударної в'язкості (КС). Третя буква показує вид концентратора. Потім йдуть цифри. Перша з них показує максимальну енергію від удару маятника, друга вказує на глибину концентратора, а третя - на ширину випробуваного зразка. Якщо зразок випробовувався при зниженій або підвищеній температурі, то тоді додатково вказується цифровий індекс, що означає той рівень температури, при якому випробування проводилося.
Падіння ударної в'язкості металів при великому зниженні температури є показником їх хладноломкости. Хладноломкость - це збільшення рівня крихкості металів при зниженні температури. Такому явищу, як хладноломкость, схильні низьколегованісталі і деякі інші метали - тантал, вольфрам, хром, молібден, які складаються з об'емоцентрірованной кубічної решітки атомів металу. Ударна в'язкість металів залежить в першу чергу від температури.
Ударна в'язкість стали визначається структурою випробуваної сталі, в тому числі величиною її зерен і є хорошим показником якості металу. Тому випробування на ударну в'язкість широко поширене. Інтервал температур, в якому ударна в'язкість стали різко падає, називають областю температурної крихкості. І необхідно, щоб ця область температурної крихкості не співпадала з температурою роботи стали. Іншими словами, робоча температура виробів з металу повинна бути вище того порога, за яким починається область температурної крихкості. Це потрібно для того, щоб матеріал деталі не почав тріскатися і в кінці кінців не піддався руйнуванню. Критерій області температурної крихкості тісно пов'язаний з рівнем ударної в'язкості металів.
Оптимальною ударною в'язкістю сталі володіють термічно оброблена сталь і спокійна мартенівська сталь, показники області температурної крихкості яких дозволяють їм володіти такими характеристиками. Для кожного виду стали ГОСТ встановлює свою температуру, при якій визначається ударна в'язкість, а також температуру, яка є оптимальною для роботи з тим чи іншим видом стали. Ударна в'язкість сталі залежить не тільки від температури, але також і від різних домішок, наявності легуючих елементів і від самого складу сталі. Формування в сталевих виробах гартівних структур серйозно знижує ударну в'язкість сталі. Наприклад, якщо при зварюванні з певним порушенням технології роботи утворився мартенсит, то ударна в'язкість металу в зоні зварювання може знизитися в 13 разів.