热冲击韧性

受热后金刚石材料的性能发生变化。

热冲击韧性是国际上普遍采用的性能指标，尤其对于高品级金刚石而言，是决定其使用性能优劣的必不可少的质量指标之一。

工业应用中，热冲击韧性是衡量金刚石耐热性的指标，其数值大小表示金刚石热稳定性的高低。

将金刚石放在充有惰性气体（如氩气）的专用设备中进行加热，然后测定其冲击韧性。

取一定质量的金刚石颗粒，和钢球一起装入试样管内，加热到900 ℃或1100 ℃后，在2000 r/min的频率下进行震荡冲击。冲击后计算未破碎率。以未破碎率为50%时的冲击次数表征样品的冲击韧性。

特别需要说明的是，这里的冲击韧性测定方式与传统的冲击韧性测定方法不同，主要是由于金刚石颗粒尺寸较少，不能按照传统的对大体积材料进行冲压的方法进行测定。

冲击韧性或冲击功试验（简称"冲击试验"），因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种；若按试样缺口形状又可分为"V"形缺口和"U"形缺口冲击试验两种。

冲击韧度是通过冲击实验来测定的。这种实验在一次冲击载荷作用下显示试件缺口处的力学特性（韧性或脆性）。虽然试验中测定的冲击吸收功或冲击韧度，不能直接用于工程计算，但它可以作为判断材料脆化趋势的一个定性指标，还可作为检验材质热处理工艺的一个重要手段，这是因为它对材料的品质、宏观缺陷、显微组织十分敏感，而这点恰是静载实验所无法揭示的。

冲击韧性类型及名称

测定冲击韧度的试验方法有多种。国际上大多数国家所使用的常规试验为简支梁式的冲击弯曲试验。在室温下进行的实验一般采用GB/T229-1994标准《金属夏比冲击试验方法》，另外还有“低温夏比冲击实验”，“高温夏比冲击实验”。由于冲击实验受到多种内在和外界因素的影响。要想正确反映材料的冲击特性，必须使用冲击实验方法和设备标准化、规范化，为此我国制定了金属材料冲击实验的一系列国家标准（例如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。

冲击韧性实验设备

冲击试验机、游标卡尺

冲击韧性实验原理

冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图2-28的B处，将摆锤举至高度为H的A处自由落下，冲断试样即可。摆锤在A处所具有的势能为：

E=GH=GL（1-cosα）

冲断试样后，摆锤在C处所具有的势能为：

E1=Gh=GL（1-cosβ）。

势能之差E-E1，即为冲断试样所消耗的冲击功AK:AK=E-E1=GL（cosβ-cosα）

式中，G为摆锤重力（N）；L为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。

冲击韧性实验步骤

1.测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。

2.根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。

3.安装试样。

4.进行试验。将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。

5.记录表盘上所示的冲击功AKU值。取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。

6.冲击试验要特别注意人身的安全。

冲击韧性实验结果处理

计算冲击韧性值。