冲击韧度及其工程意义

        “冲击韧度”这术语这里容易引起双重误解。个是以为冲击韧度就是面所述的单位面积冲击功，显然这是误解。即使按照应变能密度概念，用A_K除b²B（b和B分别代表缺口小截面的长度和宽度）来表示，也不具有完整的冲击韧度的性质。因为试样断裂所消耗的能量并不是沿缺口小截面均匀地消耗，而是为缺口附近体积所吸收，并且在此体积内，各点所吸收的能量也不是样的。因此“冲击韧度”A_k不能代表材料抵抗冲击载荷的能力，而是代表指定温度下，材料在缺口和冲击加载速度共同作用下的脆化趋势及其程度，或者说对缺口的敏感度。另个误解是将A_k称为冲击韧度，以为材料的脆化趋势及其程度是由于冲击造成的。实际上，脆化趋势主要由缺口引起，冲击只是在有缺口场合上才起些作用。这是因为在冲击载荷下可供缺口周围区域产生塑性变形，从而使应力集中松驰的时间较短，故产生脆性断裂的倾向增大。因为有些材料的光滑试样在工程常见加载速度下并不反映脆化趋势。因此，由缺口冲击弯曲实验所得的实验值应该称为缺口冲击韧度，可能称为冲击吸收功要更确切些，它主要反映材料的缺口敏感性。

    和缺口静弯实验结果样，缺口冲击韧度（冲击吸收功）也是由弹性功、塑性功和断裂功三部分组成。对于不同的金属材料，其冲击吸收功A_K可以相同，但它们的弹性功、塑性功和断裂功却可能相差很大。若弹性功所占比例很大，塑性功小，断裂功几乎为零，则表明材料断裂塑性变形小，裂纹旦形成就立即扩展直到断裂，断口必然呈放射状甚至结晶状脆性断口。反之，若塑性变形功所占比例大，裂纹扩展的断裂功也大，则断口将呈纤维状为主的韧性断口。由此可见，A_k值的大小并不能直接反映材料韧或脆的性质。实际上只有其中塑性功、特别是断裂功的大小才真正显示材料韧度的性质。