沖擊韌性是指材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力,稱為沖擊韌性。對于鑄造馬氏體時效不銹鋼管,當鎳含量為5%時其沖擊韌性較低。隨著鎳含量的增加,鋼的強度和韌性可得到改善,但當鎳含量大于8%時,強度和韌性值又一次下降。在馬氏體鉻-鎳系不銹鋼中添加鉬后,可提高鋼的強度且可保持韌性不變。
機械零件在使用過程中不僅受到靜載荷與變動載荷的作用,還受到?jīng)_擊載荷的作用因此在設(shè)計零件和工具時,必須考慮所選用材料的沖擊吸收收功。
GB/T 229-2007《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法》規(guī)定,用一定尺寸和形狀不同的夏比標準試樣,在擺錘式一次沖擊試驗機上進行沖擊試驗,以沖擊試樣時所消耗的沖擊吸收功來測定鋼鐵材料的沖擊吸收功。符號為Ak,單位為J。
在原國家標準中,用試樣斷口處截面積SN去除以Ak(沖擊吸收功)即得到?jīng)_擊韌度,用αk表示,單位為J/c㎡。
由于沖擊功僅為缺口附近參加變形的體積所吸收,而此體積通常又無法測量,而且在同一斷面上每一部分的變形也不完全一致,因此用單位截面上的沖擊功(即沖擊韌度)αaK來判斷材料韌性,在國內(nèi)外已逐漸被淘汰,而應(yīng)用較多的則是沖擊功AK。
對一般不銹鋼管來說,所測沖擊吸收功Ak越大,材料的韌性越好。
試驗數(shù)據(jù)表明,某些材料的沖擊韌性數(shù)值隨溫度降低而減小,在某一狹窄溫度區(qū)間沖擊韌性的數(shù)值驟然下降,材料變脆,這就是冷脆現(xiàn)象,在選材時應(yīng)予以注意。
在鐵素體型不銹鋼中增加鉬的含量雖可提高強度,但缺口敏感性也被提高而使韌性下降。
在奧氏體型不銹鋼管中具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻鎳系奧氏體不銹鋼的韌性(室溫下韌性和低溫下韌性)非常優(yōu)良,因而適用于在室溫下和低溫下的各種環(huán)境中使用。對于有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳系奧氏體不銹鋼,添加鎳可進一步改善其韌性。
雙相不銹鋼管的沖擊韌性隨鎳含量的增加而提高,一般來說,在奧氏體+鐵素體兩相區(qū)內(nèi)其沖擊韌性穩(wěn)定在160~200J的范圍內(nèi)。