如何理解材料的断裂韧性和冲击韧性?断裂韧性用什么表征,冲

Question

如题所述

Answer 1

断裂韧性与冲击韧性是材料性能中两个紧密相关的概念，但各自侧重于不同方面。

断裂韧性表征材料抵抗裂纹扩展的能力，这是材料韧性好坏的一个定量指标。在特定加载速度和温度下，它对于特定材料是一个常数。断裂韧性越大，材料裂纹扩展所需的临界应力越大。若外力给定，材料的断裂韧性越高，则裂纹达到失稳扩展的临界尺寸越大。

冲击韧性则衡量材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力。它反映材料内部的细微缺陷和抗冲击性能，实质上揭示了材料的变脆倾向。冲击韧度指标通常由冲击韧性值（ak）和冲击功（Ak）表示，单位分别为J/cm2和J，对金属材料在不同温度下的脆性转化具有敏感性。

夏比冲击试验常用于测试金属材料在不同温度下的冲击功，是工业应用中评价材料韧性标准化的方法之一。

可将断裂韧性比作“病奴加班能力”，这一能力对于每个人而言都有高有低。打工人带病加班的能力强，不易“病倒”。断裂韧性值越高，材料越不易因裂纹扩展而失效。反之，将冲击韧性类比为“996福报加班能力”，衡量打工人连续高强度工作所能承受的极限，反映其抗压能力。满足特定“福报韧性”的打工人方能享受高强度工作带来的“福报”。

综上所述，断裂韧性与冲击韧性是材料性能中两个重要且相互关联的概念，它们分别从不同角度反映了材料的韧性特性。理解这些概念有助于在材料科学与工程领域做出更明智的决策。