中文名稱：沖擊韌度英文名稱：impact toughness定義：沖擊韌度是材料抵抗沖擊載荷的能力。一般用αk表示，單位為J/M。測定方法：沖擊韌度一般是用一次擺錘沖擊試驗來測定，擺錘沖斷試樣所作的沖擊吸收功Ak與試樣橫截面積S的比值，即使材料的沖擊韌度值。應用學科：水利科技（一級學科）；工程力學、工程結構、建筑材料（二級學科）；工程力學（水利）（三級學科）

關于巖石動態斷裂韌度測試方法的研究工作很少，一些重要的問題急待解決，課題與國際巖石力學學會（ISRM）當前關注的熱點一致。基于1995年ISRM發布的測試巖石靜態斷裂韌度的建議方法，將該建議方法提出的人字型切槽巴西圓盤（CCNBD）試樣推廣到測試巖石的動態斷裂韌度，綜合采用實驗室測試、解析和數值計算三個研究手段解決這一困難問題。主要工作有：1.利用霍普金森壓桿裝置進行動態斷裂實驗，徑向撞擊CCNBD巖樣測試巖石的動態斷裂韌度，提出更新的實驗-數值法； 2.將斷裂量子概念用于研究巖石動態斷裂問題，探討斷裂長度量子和斷裂時間量子的確定方法，對應力強度因子分別在空間和時間坐標上積分后再取平均，獲得更合理更可靠并減少尺寸效應的巖石動態斷裂韌度值；3. 測試原理和方法的對比分析, 包括CCNBD試樣與其它試樣的對比，實驗-數值法與準靜態法的對比，盡力解決長期懸而未決的有關測試方法合理性的爭議問題。

沖擊韌度是通過沖擊實驗來測定的。這種實驗在一次沖擊載荷作用下顯示試件缺口處的力學特性（韌性或脆性）。雖然試驗中測定的沖擊吸收功或沖擊韌度，不能直接用于工程計算，但它可以作為判斷材料脆化趨勢的一個定性指標，還可作為檢驗材質熱處理工藝的一個重要手段，這是因為它對材料的品質、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感，而這點恰是靜載實驗所無法揭示的。

沖擊韌性類型及名稱

測定沖擊韌度的試驗方法有多種。國際上大多數國家所使用的常規試驗為簡支梁式的沖擊彎曲試驗。在室溫下進行的實驗一般采用GB/T229-1994標準《金屬夏比沖擊試驗方法》，另外還有“低溫夏比沖擊實驗”，“高溫夏比沖擊實驗”。由于沖擊實驗受到多種內在和外界因素的影響。要想正確反映材料的沖擊特性，必須使用沖擊實驗方法和設備標準化、規范化，為此我國制定了金屬材料沖擊實驗的一系列國家標準（例如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。

沖擊韌性實驗設備

沖擊試驗機、游標卡尺

沖擊韌性實驗原理

沖擊試驗利用的是能量守恒原理，即沖擊試樣消耗的能量是擺錘試驗前后的勢能差。試驗時，把試樣放在圖2-28的B處，將擺錘舉至高度為H的A處自由落下，沖斷試樣即可。擺錘在A處所具有的勢能為：

E=GH=GL（1-cosα）

沖斷試樣后，擺錘在C處所具有的勢能為：

E1=Gh=GL（1-cosβ）。

勢能之差E-E1，即為沖斷試樣所消耗的沖擊功AK:AK=E-E1=GL（cosβ-cosα）

式中，G為擺錘重力（N）；L為擺長（擺軸到擺錘重心的距離）（mm）；α為沖斷試樣前擺錘揚起的最大角度；β為沖斷試樣后擺錘揚起的最大角度。

沖擊韌性實驗步驟

1.測量試樣的幾何尺寸及缺口處的橫截面尺寸。

2.根據估計材料沖擊韌性來選擇試驗機的擺錘和表盤。

3.安裝試樣。

4.進行試驗。將擺錘舉起到高度為H處并鎖住，然后釋放擺錘，沖斷試樣后，待擺錘揚起到最大高度，再回落時，立即剎車，使擺錘停住。

5.記錄表盤上所示的沖擊功AKU值。取下試樣，觀察斷口。試驗完畢，將試驗機復原。

6.沖擊試驗要特別注意人身的安全。

沖擊韌性實驗結果處理

計算沖擊韌性值。

沖擊韌性（沖擊值）ak

工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力，即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak，單位為焦耳（J）。

而用試樣缺口處的截面積F去除Ak，可得到材料的沖擊韌度（沖擊值）指標，即ak=Ak/F，其單位為kJ/m²或J/cm²。

因此，沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞。

一般把ak值低的材料稱為脆性材料，ak值高的材料稱為韌性材料。

ak值取決于材料及其狀態，同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感，如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使ak值明顯降低；同種材料的試樣，缺口越深、越尖銳，缺口處應力集中程度越大，越容易變形和斷裂，沖擊功越小，材料表現出來的脆性越高。因此不同類型和尺寸的試樣，其ak或Ak值不能直接比較。

材料的ak值隨溫度的降低而減小，且在某一溫度范圍內，ak值發生急劇降低，這種現象稱為冷脆，此溫度范圍稱為“韌脆轉變溫度（Tk）”。