La tenacidad al impacto de los materiales metálicos se refiere a su capacidad para resistir daños y restaurar la deformación cuando se someten a cargas de impacto, y este índice de rendimiento es de gran importancia para la aplicación práctica de los materiales. La tenacidad al impacto no sólo refleja el grado de tenacidad y fragilidad del material, sino que también determina la durabilidad y confiabilidad del material bajo carga dinámica. Hay muchos factores que afectan la resistencia al impacto de los materiales metálicos, incluida la naturaleza de la materia prima en sí, la orientación de la muestra, la geometría de la muesca y la calidad del procesamiento, la precisión de la máquina de prueba, el ajuste entre el péndulo y el marco, la temperatura de prueba, la posición de la muestra de impacto, etc.
1. La naturaleza de la propia materia prima.
La tenacidad al impacto de los materiales metálicos está estrechamente relacionada con su propia estructura metalográfica, composición química, propiedades físicas y procesos de procesamiento y tratamiento térmico. Por ejemplo, la composición química del metal, especialmente carbono (C), fósforo (P), azufre (S) y otros elementos, cuando aumenta su contenido, suele provocar una reducción de la tenacidad al impacto del material. Esto se debe a que estos elementos tienden a formar fases frágiles o inclusiones dentro del material, aumentando las concentraciones de tensión y reduciendo la tenacidad del material. Por el contrario, elementos como el manganeso (Mn) y el níquel (Ni) pueden mejorar eficazmente la tenacidad del material dentro de un cierto rango; El Mn puede refinar el grano e inhibir la precipitación de carburos a lo largo de los límites del grano, mientras que el Ni puede aumentar la energía de estratificación de la ferrita y promover el desplazamiento cruzado de las dislocaciones, lo que puede ayudar a mejorar la tenacidad del acero.
Además, la composición de fases de un material metálico también tiene un efecto significativo sobre su tenacidad. Cuanto mayor es el contenido de ferrita, una fase con baja resistencia, buena plasticidad y tenacidad, mejor suele ser la tenacidad al impacto del material. Por el contrario, los carburitos reticulados deterioran la tenacidad del material, y cuanto mayor sea su cantidad, peor será la tenacidad al impacto del material. Por lo tanto, ajustando la composición química del material y el proceso de tratamiento térmico, se puede controlar la composición de las fases y así optimizar la tenacidad al impacto del material.
2. Orientación de las muestras.
La orientación de los materiales metálicos afecta sus propiedades mecánicas, incluida la tenacidad. En las aplicaciones reales de producción e ingeniería, la mayoría de los materiales metálicos se laminan; en el proceso de laminación, las inclusiones metálicas acompañadas de granos metálicos a lo largo de la dirección principal de deformación se alargan, lo que forma tejido de fibras metálicas, lo que afecta gravemente la tenacidad al impacto de los materiales metálicos. Por lo tanto, a lo largo de la dirección de laminación del muestreo, es decir, el eje largo de la muestra paralelo a la dirección de laminación, se abre una muesca en la dirección perpendicular a la dirección de laminación, de modo que la resistencia al impacto de la muestra obtenida por la mayor; por el contrario, perpendicular a la dirección de rodadura del muestreo, a lo largo de la dirección de rodadura de la muesca de apertura, la tenacidad al impacto obtenida por el muestreo de la más pequeña.
3. Geometría de muesca y calidad de procesamiento
La geometría de la entalla y la calidad del procesamiento tienen un impacto importante en la tenacidad al impacto del material. Según el estándar GB/T 229-2007, la muesca se divide principalmente en tipo U y tipo V, dos tipos de muesca tipo V. En comparación con la muesca tipo U, la tensión está más concentrada, por lo que su resistencia al impacto es generalmente más bajo. Para el mismo material metálico, la tenacidad al impacto de las muestras con muescas es mucho menor que la de las muestras sin muescas, porque la muesca conducirá a una concentración de tensiones, lo que reducirá la tenacidad del material. Las muestras de impacto con muescas tienen un grado significativo de concentración de tensión en orden descendente de muestras de impacto tipo I, tipo V, tipo U y semicirculares.
Además, la calidad del procesamiento de entallas es también uno de los factores importantes que afectan la tenacidad al impacto. La calidad del procesamiento de muescas se debe principalmente al impacto de la muesca cerca de la tensión, la concentración de deformación afecta la tenacidad al impacto del material. Los estudios han demostrado que la tenacidad al impacto de la profundidad de la muesca de la muestra de impacto con el aumento en la disminución gradual, con el aumento del radio de la raíz de la muesca, la tenacidad al impacto de los materiales metálicos aumentó gradualmente; Dureza al impacto con la parte inferior de los arañazos de mecanizado de muesca, grado de endurecimiento de la disminución gradual. Por lo tanto, debe estar en estricta conformidad con GB/T 229-2007 tamaño de muesca de muestra de muesca de impacto de las disposiciones del procesamiento de muestra de impacto.
4. La precisión de la máquina de prueba y del péndulo y el marco con la coordinación
La tenacidad al impacto de los materiales metálicos en la precisión de la máquina de prueba de impacto tiene ciertos requisitos, la máquina de prueba de baja precisión en la tenacidad al impacto del impacto mayor. Además, la resistencia al impacto también está relacionada con el error del dispositivo de lectura de la máquina de prueba de impacto, por lo que la prueba debe realizarse antes de la operación cero.
El péndulo con el marco también es fundamental. La prueba de impacto es una prueba de destrucción única, por lo que el ajuste del péndulo al marco debe ser preciso. Esto incluye el paralelismo del eje del péndulo y el plano de referencia, el paralelismo del lado del péndulo y el plano de oscilación, el juego radial y axial del eje del péndulo, la distancia desde el eje del péndulo al centro de golpe, la posición relativa del borde del cuchillo de impacto y el tramo de soporte, etc., que deben cumplir los requisitos de las normas pertinentes. Cuando la posición relativa del borde de la cuchilla de impacto y el centro del tramo de soporte no cumplen con los requisitos, el borde de la cuchilla de impacto y la línea central de la muesca de la muestra no pueden coincidir, lo que resulta en resultados de medición inexactos y la tenacidad al impacto será grande.
5. Temperatura de prueba
La temperatura de prueba también es uno de los factores importantes que afectan la resistencia al impacto de los materiales. En el proceso de prueba de tenacidad al impacto, para encontrar que el material se encuentra en el rango de temperatura de la zona frágil, en el uso del proceso se puede controlar para evitar la temperatura de la zona frágil en el material. Los diferentes materiales metálicos no ferrosos y su resistencia al impacto de la temperatura son diferentes, pero el trabajo de absorción de impacto está relacionado con la temperatura de la temperatura, la uniformidad de la temperatura y la duración del tiempo de aislamiento. A medida que disminuye la temperatura, la tenacidad al impacto del material generalmente disminuye, esto se debe a que se reduce la capacidad de deformación plástica del material a bajas temperaturas, se acelera la tasa de expansión de la grieta, lo que conduce a una reducción de la tenacidad.
6. Posicionamiento de especímenes de impacto.
El posicionamiento de la muestra de impacto es para garantizar que la línea central de la muesca de la muestra de impacto coincida con el borde de la cuchilla de impacto en el péndulo para reducir el error de operación de la prueba. Si sus posiciones relativas no coinciden, no pueden cumplir los requisitos de 0.5 mm, la fuerza de impacto máxima no puede actuar sobre la sección transversal mínima de la raíz de la muesca de la muestra de impacto, lo que en última instancia conduce a un sesgo de tenacidad al impacto.
7. Otros factores
Además de los factores anteriores, los defectos internos y las impurezas de los materiales metálicos también pueden afectar significativamente su resistencia al impacto. Los defectos e impurezas aumentan la concentración de tensiones y reducen la tenacidad del material. Por ejemplo, los defectos internos, como inclusiones y burbujas, pueden provocar el inicio y la extensión de grietas, reduciendo así la tenacidad al impacto del material. Para reducir el impacto de los defectos e impurezas en la dureza de los materiales, es necesario controlar estrictamente la calidad de las materias primas y las condiciones del proceso de producción durante la preparación y el procesamiento de los materiales.
