Динамические испытания

Динамические испытания

При динамических испытаниях нагрузки прикладывают с боль­шой скоростью. Динамические испытания на изгиб образцов стан­дартных размеров с надрезом определенной формы на специаль­ных машинах (называемых копрами) широко применяются при ис­следовании свойств конструкционных материалов и особенно стали. Определяемая при динамических испытаниях на изгиб механиче­ская характеристика — работа разрушения А характеризует способ­ность металла сопротивляться ударному разрушению. Зная работу разрушения А и площадь поперечного сечения образца F, можно определить удельную ударную вязкость ан (в дж/м2) по уравнению:

ан=A/F

Величина ударной вязкости не единственная характеристика сопротивления металлов и сплавов действию ударных нагрузок при различных температурах обработки и эксплуатации, особенно при низких температурах. Другой характеристикой является хладноломкость — хрупкое разрушение металлов в усло­виях ударных нагрузок и пониженных температур. Для определе­ния склонности металлов к хладноломкости прибегают к исследова­нию зависимости ударной вязкости от температуры испытания и построению серии кривых ударная вязкость — температура испы­тания (рис. 4). При низких температурах испытания у некоторых металлов (например, стали, цинка) наблюдается резкое снижение ударной вязкости, свидетельствующее о почти полном переходе их из вязкого состояния в хрупкое. При проведении испытания на обычных стандартных образцах с надрезом переход из вязкого состояния в хрупкое совершается не сразу, а в некотором интервале температур, называемом переходным интервалом. Этот интервал ограничивается критическими температурами хладноломкости Т1 и Т2, называемыми верхним и нижним порогами хладноломкости.

Кривая хладноломкости стали

Кривая хладноломкости стали

Поло­жение порогов хладноломкости для сталей разных марок различно и, наряду с численным значением ударной вязкости, температуры порогов хладноломкости являются важными характеристиками их механических свойств. Положение порогов хладноломкости зависит не только от химического состава стали, но и от ее структуры, фор­мы и размеров образца, надреза, степени деформирования, его скорости и других факторов. Напри­мер, с повышением содержания углерода верхний порог хладнолом­кости стали смещается в сторону более высоких температур и общий уровень вязкости понижается.

В последнее время при ударных испытаниях на изгиб определя­ют и пластические характеристики: стрелу прогиба образца в мм, угол загиба α, а также процент вязкой зоны в изломе при ударном разрушении.

Наиболее часто для исследования на ударную вязкость приме­няют маятниковые копры МК-20, МК-30 и др.