Основы дуговой сварки

Что такое низкотемпературная ударная вязкость и как она определяется?

Пластичный металл, признанный таковым по результатам обычных испытаний на разрыв и изгиб, может оказаться в состоянии «хрупкого излома» с малой пластической деформацией или ее отсутствием в критических условиях испытаний или работы. Критические условия зависят от «ударной вязкости» металла. Хрупкие изломы считаются более опасными, чем пластические изломы, выявляемые в ходе стандартных испытаний на разрыв и изгиб, так как они приводят к стремительным разрушениям в стальных конструкциях. Следующие три фактора оказывают наиболее значительное воздействие на поведение металлов в плане хрупкого излома:
(1) наличие надреза в металле
(2) температура металла
(3) остаточная и приложенная нагрузка в металле

«Ударная вязкость» - это общий термин для определения противодействия росту трещины. Общепринятыми методами определения ударной вязкости сварных соединений являются тест Шарпи, тест на смещение раскрытия вершины трещины (CTOD), испытание падающим грузом и испытание на трещиностойкость. Из этих методов тест Шарпи наиболее часто применяется для определения ударной вязкости (или «низкотемпературной ударной вязкости») сварных швов.

При тестировании по методу Шарпи используется стандартный образец, представленный на Рис.1. Если толщина сварного соединения недостаточно велика для получения образца такого размера, можно использовать более тонкий (меньшего размера) образец. Образец устанавливается на две опоры в горизонтальном положении стороной с надрезом вверх, и по нему наносится удар клиновидным маятниковым копром с противоположной надрезу стороны. Энергия, поглощенная при изломе образца, рассчитывается по массе и длине маятникового копра, а также его исходной высоте и высоте после излома. Для углеродистых и слаболегированных металлов, которые проявляют изменения в характере излома (от сдвигового излома до хрупкого излома) при снижении температуры, тест проводится многократно при разных температурах.

Рис. 1 – Стандартный образец для определения ударной вязкости по методу Шарпи (вверху) и типичный прибор для ударного тестированяи (слева)

Наиболее часто в качестве результатов теста приводится поглощенная энергия, однако может также приводиться процентный сдвиговой излом и поперечное расширение. Типичные кривые перехода температуры для углеродистых и слаболегированных сварочных металлов показаны на Рис.2.

Рис. 2 — Типичные кривые перехода температуры для углеродистых или слаболегированных сварочных металлов IS: сдвиговый излом, B: хрупкий излом)

Верх страницы