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冷熱沖擊試驗(yàn)箱應(yīng)用及存在問(wèn)題

普通冷熱沖擊試驗(yàn)箱測(cè)出的沖擊功，在材料生產(chǎn)、加工工藝及機(jī)器零部件的檢驗(yàn)上積累了許多經(jīng)驗(yàn)，它成功地應(yīng)用在以下方而。
a.沖擊功對(duì)材料的宏觀缺陷、顯微組織的差異等非常敏感，長(zhǎng)期以來(lái)有效地用來(lái)檢定鋼材質(zhì)量和判斷冶金、加工和熱處理規(guī)程的適宜性，籍以控制和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。
b.由于沖擊功對(duì)鋼材隨溫度變化產(chǎn)生的韌脆轉(zhuǎn)變敏感，因此用來(lái)測(cè)定鋼材韌脆轉(zhuǎn)變趨勢(shì)及轉(zhuǎn)變溫度。為防比金屬構(gòu)件的冷脆、藍(lán)脆及重結(jié)晶脆性，大致估算構(gòu)建容許工作溫度，可提供一種經(jīng)驗(yàn)性判據(jù)。
c.冷熱沖擊試驗(yàn)箱對(duì)缺口非常敏感，因此用來(lái)評(píng)定金屬對(duì)大能量一次載荷的缺口敏感性。
d.多年來(lái)常用冷熱沖擊試驗(yàn)箱測(cè)定鋼材時(shí)效前后的沖擊功，確定鋼材的時(shí)效敏感性。
e.由于冷熱沖擊試驗(yàn)箱設(shè)備簡(jiǎn)便，試樣加工容易，試驗(yàn)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，因此在與其它試驗(yàn)方法的配合上也引起了人們的重視。例如，斷裂韌性與沖擊功的關(guān)系上，建立了一些經(jīng)驗(yàn)公式。
可見(jiàn)，冷熱沖擊試驗(yàn)箱直接和間接地應(yīng)用于材質(zhì)的檢測(cè)是多方而的。但是，由于測(cè)出的沖擊功性能單一，而且缺乏準(zhǔn)確的物理意義(這一點(diǎn)后而還會(huì)提到)，不能作為金屬構(gòu)件表征實(shí)際抵抗沖擊能力的判據(jù)，只能相對(duì)近似地表征金屬抵抗已發(fā)生斷裂的再擴(kuò)展能力。又何況沖擊功，除了消耗在試樣斷裂的功之外，還包括軸的摩擦、機(jī)座振動(dòng)、空氣阻力以及試樣拋出等功在內(nèi)。
以上討論指出冷熱沖擊試驗(yàn)箱方法存在的問(wèn)題，它妨礙了冷熱沖擊試驗(yàn)箱的廣泛應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展。為此，科學(xué)工作者在20世紀(jì)50年代開(kāi)始利用“示波沖擊方法”測(cè)定沖擊力一時(shí)間及沖擊力一位移曲線，分解沖擊功，試圖從根本上解決沖擊功物理意義不準(zhǔn)確等問(wèn)題。盡管受到科學(xué)技術(shù)不夠先進(jìn)成熟的限制，所測(cè)結(jié)果不夠精確，但是利用信號(hào)放大、示波顯示和快速攝影方法，獲得了沖擊力一位移(撓度)曲線，并且把沖擊功分解成兩個(gè)部分，見(jiàn)圖1中，曲線所包圍的而積，表示試樣沖斷時(shí)所吸收的總功AK；裂紋形成功A/，它主要消耗于試樣的彈性變形、塑性變形以及裂紋形成；裂紋擴(kuò)展功A，它主要消耗于裂紋前沿微觀塑性變形及裂紋擴(kuò)展。對(duì)于不同金屬材料，即使總功A、相同，但由于上述兩部分功所占比例不同，材料的韌性也不相同。沖擊力一位移曲線可以反映出它們之間性能上的差異