Ударна жилавост металних материјала се односи на њихову способност да се одупру оштећењима и поврате деформацију када су подвргнути ударном оптерећењу, а овај индекс перформанси је од великог значаја за практичну примену материјала. Ударна жилавост не само да одражава степен жилавости и крхкости материјала, већ и одређује издржљивост и поузданост материјала под динамичким оптерећењем. Постоји много фактора који утичу на ударну жилавост металних материјала, укључујући природу самог сировог материјала, оријентацију узорка, геометрију зареза и квалитет обраде, тачност машине за испитивање, уклапање између клатна и оквира, температура испитивања, позиционирање ударног узорка и тако даље.
1. Природа саме сировине
Ударна жилавост металних материјала је уско повезана са њиховом сопственом металографском структуром, хемијским саставом, физичким својствима, процесима обраде и термичке обраде. На пример, хемијски састав метала, посебно угљеника (Ц), фосфора (П), сумпора (С) и других елемената, када се њихов садржај повећа, обично доводи до смањења ударне жилавости материјала. То је зато што ови елементи имају тенденцију да формирају крхке фазе или инклузије унутар материјала, повећавајући концентрацију напона и смањујући жилавост материјала. Напротив, елементи као што су манган (Мн) и никл (Ни) могу ефикасно побољшати жилавост материјала унутар одређеног опсега; Мн може оплеменити зрно и инхибирати таложење карбида дуж граница зрна, док Ни може повећати енергију слојевитости ферита и подстаћи померање дислокација унакрсног клизања, што може помоћи у побољшању жилавости челика.
Поред тога, фазни састав металног материјала такође има значајан утицај на његову жилавост. Што је већи садржај ферита, фазе мале чврстоће, добре пластичности и жилавости, то је обично боља ударна жилавост материјала. Напротив, мрежасти карбурити погоршавају жилавост материјала, а што је њихова количина већа, то је лошија ударна жилавост материјала. Стога, подешавањем хемијског састава материјала и процеса топлотне обраде, фазни састав се може контролисати и на тај начин се може оптимизовати ударна жилавост материјала.
2. Оријентација примерака
Оријентација металних материјала утиче на њихова механичка својства, укључујући жилавост. У стварним производним и инжењерским апликацијама, већина металних материјала се ваља, у процесу ваљања металне инклузије праћене металним зрнцима дуж главног правца деформације су издужене, формирање ткива металних влакана, што озбиљно утиче на ударну жилавост металних материјала. Стога, дуж смера ваљања узорковања, односно дугачке осе узорка паралелно са смером ваљања, зарез отворен у правцу управном на смер ваљања, тако да је ударна жилавост узорковања добијена већом; напротив, управно на смер ваљања узорковања, дуж смера ваљања отвора зареза, ударна жилавост добијена узорковањем мањих.
3. Геометрија зареза и квалитет обраде
Геометрија зареза и квалитет обраде имају важан утицај на ударну жилавост материјала. Према ГБ/Т 229-2007 стандарду, зарез је углавном подељен на У-тип и В-тип две врсте зареза у поређењу са зарезом У-типа, напон је концентрисанији, тако да је његова ударна жилавост обично ниже. За исти метални материјал, ударна жилавост узорака са зарезима је много мања него код ненарезаних узорака, јер ће зарез довести до концентрације напона, што ће смањити жилавост материјала. Ударни узорци са зарезима имају значајан степен концентрације напрезања у опадајућем редоследу у односу на И-тип, В-тип, У-тип и полукружни ударни примерци.
Поред тога, квалитет обраде зареза је такође један од важних фактора који утичу на ударну жилавост. Квалитет обраде зареза углавном кроз утицај зареза у близини напрезања, концентрација напрезања да утиче на ударну жилавост материјала. Истраживања су показала да је ударна жилавост ударног узорка дубине зареза са повећањем постепеног смањења, са повећањем полупречника корена зареза, ударна жилавост металних материјала постепено се повећава; ударна жилавост са дном зарезом машинске огреботине, степен отврдњавања постепеног смањења. Због тога би требало да буде у строгој сагласности са ГБ/Т 229-2007 величином зареза узорка ударног зареза у одредбама обраде ударног узорка.
4. Тачност машине за испитивање и клатна и оквира са координацијом
Ударна жилавост металних материјала на прецизност машине за испитивање удара има одређене захтеве, ниска прецизност машина за испитивање на ударну жилавост већег удара. Поред тога, ударна жилавост је такође повезана са грешком уређаја за очитавање машине за испитивање на удар, тако да испитивање треба извршити пре нулте операције.
Клатно са рамом је такође критично. Испитивање ударом је једнократни тест разарања, тако да приањање клатна на оквир мора бити прецизно. Ово укључује паралелизам осе клатна и референтне равни, паралелизам стране клатна и равни замаха, радијални и аксијални зазор осе клатна, растојање од осе клатна до центра удара, релативни положај клатна. ивица ударног ножа и распон носача итд. који треба да испуњава захтеве релевантних стандарда. Када релативни положај ивице ударног ножа и центра распона подршке не испуњава захтеве, ивица ударног ножа и средишња линија зареза узорка не могу да се подударају, што резултира нетачним резултатима мерења, жилавост ударца ће бити велика.
5. Температура испитивања
Температура испитивања је такође један од важних фактора који утичу на ударну жилавост материјала. У процесу испитивања ударне жилавости, да би се утврдило да је материјал у температурном опсегу крхке зоне, у употреби процеса може се контролисати како би се избегла температура крхке зоне на материјалу. Различити материјали од обојених метала и њихова ударна жилавост под утицајем температуре су различити, али рад апсорпције удара је повезан са температуром температуре, уједначеношћу температуре, дужином времена изолације. Како се температура смањује, ударна жилавост материјала обично опада, то је зато што се капацитет пластичне деформације материјала на ниским температурама смањује, брзина ширења пукотина се убрзава, што доводи до смањења жилавости.
6. Позиционирање ударних узорака
Позиционирање ударног узорка је да се осигура да се средишња линија зареза на ударном узорку поклапа са ивицом ударног ножа на клатну како би се смањила грешка при испитивању. Ако се њихови релативни положаји не поклапају, не могу да испуне захтеве од 0.5 мм, максимална сила удара не може да делује на минимални попречни пресек корена зареза на ударном узорку, што на крају доводи до пристрасности ударне жилавости.
7. Остали фактори
Поред наведених фактора, унутрашњи недостаци и нечистоће металних материјала такође могу значајно утицати на њихову ударну жилавост. Дефекти и нечистоће повећавају концентрацију напрезања и смањују жилавост материјала. На пример, унутрашњи дефекти као што су инклузије и мехурићи могу довести до иницирања и проширења пукотина, чиме се смањује ударна жилавост материјала. Да би се смањио утицај недостатака и нечистоћа на жилавост материјала, потребно је стриктно контролисати квалитет сировина и услове производног процеса током припреме и обраде материјала.
