為了(liǎo)研究(jiū)材(cái)料在(zài)多衝(chōng)載荷下(xià)的力學(xué)行(háng)為
，人們已(yǐ)設計(jì)了多種形(xíng)式的試(shì)驗機(jī)
，進(jìn)行不(bù)同加載(zǎi)方(fāng)式下的試(shì)驗研(yán)究。其中(zhōng)包括多衝彎(wān)曲(qū)，多衝(chōng)拉(lā)伸，多衝(chōng)壓(yā)縮(suō)和多衝扭轉試驗
，但研(yán)究(jiū)的(dí)還是多衝彎(wān)曲(qū)和多衝(chōng)拉伸試(shì)驗(yàn)。這裏著重(zhòng)介(jiè)紹這(zhè)兩(liǎng)種試驗中得到(dào)的若(ruò)幹(gān)基(jī)本規(guī)律(lǜ)。

1)強度(dù)與韌度不同的兩(liǎng)種(zhǒng)材(cái)料
，在(zài)其衝擊(jī)能(néng)量A和衝(chōng)擊破(pò)斷周次(cì)N的(dí)A-N曲綫上存(cún)在(zài)交(jiāo)點。在(zài)交(jiāo)點的上方(fāng)
，即(jí)在*的(dí)衝(chōng)擊能(néng)量下(xià)
，多(duō)衝(chōng)抗力(lì)決定於材料的韌度(dù)；而在交(jiāo)點的下方
，即在較低(dī)的衝擊能量下
，多衝抗(kàng)力(lì)則(zé)主(zhǔ)要(yào)決定於(yú)材(cái)料(liào)的強度(dù)。這一結論由(yóu)圖5.5-17可清楚看(kàn)到(dào)。三(sān)種不同強(qiáng)度，韌(rèn)度(dù)的材料在A-N曲綫上(shàng)均存在交點
，並且交(jiāo)點的位(wèi)置(zhì)都在破斷(duàn)周次相(xiāng)當低(dī)的(dí)10²-10³的範圍(wéi)內。當(dāng)N>10³次時
，強度(dù)*高(gāo)，韌度*低(dī)的(dí)淬火低溫回(huí)火(huǒ)T8鋼(gāng)具(jù)有*高的(dí)多(duō)衝(chōng)抗(kàng)力。

2）淬(cuì)火回(huí)火(huǒ)鋼(gāng)的(dí)多(duō)衝破斷(duàn)周(zhōu)次(cì)N隨回火溫度而變(biàn)化
，且(qiě)在(zài)一定溫(wēn)度(dù)回(huí)火後(hòu)會(huì)出現峰值
，峰值的位置取決於衝擊(jī)能量(liáng)。當衝擊能量降低
，峰值(zhí)向(xiàng)低溫(wēn)回(huí)火方(fāng)向(xiàng)轉移(yí)
，如(rú)圖(tú)5.5-18所(suǒ)示(shì)
，它(tā)是從(cóng)50鋼得(dé)到的(dí)。峰值的轉移說明(míng)在一(yī)定的衝(chōng)擊能量下(xià)對(duì)材料要(yào)求有一(yī)定的強度(dù)與塑(sù)性，韌(rèn)度(dù)的配(pèi)合(hé)。多(duō)衝抗(kàng)力(lì)的峰值轉移(yí)現象(xiàng)在不同(tóng)碳含(hán)量的鋼(gāng)中(zhōng)普遍存(cún)在。而且(qiě)在不(bù)到(dào)104次衝擊破斷的能(néng)量(liáng)範圍內(nèi)
，對於(yú)碳(tàn)鋼(gāng)來說(shuō)
，多(duō)衝抗(kàng)力(lì)*佳的回火(huǒ)溫(wēn)度隨(suí)鋼中(zhōng)碳含(hán)量的降(jiàng)低向低(dī)溫(wēn)回(huí)火方(fāng)向(xiàng)移動
，如(rú)T8鋼為470℃，50鋼為350℃，40鋼為320℃，30鋼為300℃，20鋼(gāng)為200℃甚(shèn)至不(bù)回(huí)火。進一步的研究(jiū)表明(míng)。

隻有(yǒu)當(dāng)鋼(gāng)中的碳(tàn)含量小於0.45%C時
，才(cái)存在(zài)明顯(xiǎn)的峰值轉移(yí)
，而在大於(yú)0.45%C時(shí)
，沒有發現(xiàn)明顯的峰(fēng)值轉移(yí)現(xiàn)象
，在所試衝(chōng)擊(jī)破(pò)斷(duàn)周次(cì)能量範圍內(nèi)
，均以400℃回火多衝抗力*高(gāo)。

圖5.5-18   50鋼回(huí)火溫(wēn)度與機械(xiè)

3）衝(chōng)擊吸(xī)收功A_k對多衝(chōng)抗(kàng)力(lì)的(dí)影響(xiǎng)與材料的(dí)強度(dù)水平(píng)有關。如圖5.5-19所示
，在低中強(qiáng)度(dù)範圍內
，在相同強度(dù)水平下
，材(cái)料(liào)的衝(chōng)擊吸(xī)收(shōu)功(gōng)A_k對多(duō)衝抗力(lì)影響不(bù)大(dà)。在(zài)高(gāo)強(qiáng)度範圍(wéi)（R_m>1275MPa)
，加入(rù)某(mǒu)些合金(jīn)元(yuán)素(sù)改善馬氏體(tǐ)的塑(sù)性(xìng)
，對材料的多(duō)衝抗(kàng)力(lì)的(dí)提(tí)高產(chǎn)生(shēng)有利影響。

  由於我(wǒ)國一般機械(xiè)中(zhōng)的(dí)零(líng)部(bù)件普(pǔ)遍存(cún)在(zài)著(zhuó)塑性韌度(dù)有(yǒu)餘而(ér)強(qiáng)度不足的問(wèn)題(tí)
，上(shàng)述材(cái)料多(duō)衝抗力的研究(jiū)結(jié)果
，為提(tí)高(gāo)這類零(líng)部件(jiàn)的使用(yòng)強度水平(píng)
，發揮(huī)材料(liào)的(dí)強度潛力提供了試驗(yàn)依(yī)據。已經(jīng)在延(yán)長這(zhè)類零部(bù)件的壽(shòu)命
，減(jiǎn)輕重量等(děng)方麵(miàn)發(fā)揮了重(zhòng)要(yào)作(zuò)用(yòng)。如鉚接風槍的鉚(mǎo)釘窩
，過去由於(yú)追求高(gāo)的衝擊韌(rèn)度(dù)
，將鉚(mǎo)釘窩(wō)（高(gāo)碳(tàn)鋼(gāng)製造）整體調(tiáo)質(zhì)
，然後(hòu)再兩端(duān)局(jú)部淬火低(dī)溫回(huí)火。結果
，使用中腰(yāo)部因(yīn)衝擊(jī)疲勞而折斷(duàn)
，壽命很低。改用整(zhěng)體淬火(huǒ)整體低溫回火後
，壽(shòu)命(mìng)顯著(zhù)提(tí)高(gāo)。又(yòu)如1t，5t，10t模鍛錘(chuí)錘(chuí)杆(gān)
，在不改(gǎi)變(biàn)原(yuán)用鋼材(cái)條(tiáo)件(jiàn)下
，將原(yuán)采用的淬火(huǒ)高溫回火（調質）工藝(yì)改(gǎi)為淬(cuì)火中(zhōng)溫回火(huǒ)
，使(shǐ)表(biǎo)麵硬度(dù)由原250HB左右(yòu)提高到40~45HRC
，使用(yòng)壽命提高(gāo)3.4到20倍以(yǐ)上。鑿岩機(jī)活(huó)塞，十字槽螺(luó)釘衝(chōng)頭等高碳(tàn)鋼(gāng)淬火低溫回(huí)火製造的(dí)零件(jiàn)
，硬(yìng)度很高
，隻要在稍許或基本不降低(dī)硬度，強(qiáng)度(dù)的(dí)情況下
，適(shì)當提(tí)高(gāo)塑(sù)性和韌度(dù)
，就可(kě)以使使用(yòng)壽命(mìng)得到(dào)大幅度的(dí)改善。

需要指出的是
，用(yòng)A-N曲(qū)綫表示的(dí)試(shì)驗方法存(cún)在不少缺點：第(dì)yi
，試(shì)驗機衝頭的動能（衝擊能量A）除(chú)一部分為試樣(yàng)以應變(biàn)能的形式吸收外(wài)
，尚有部分(fēn)被衝錘和支座所(suǒ)吸(xī)收
，以及(jí)消(xiāo)耗於(yú)撞擊(jī)點(diǎn)的(dí)塑(sù)性變形。故(gù)嚴(yán)格地說
，衝(chōng)擊(jī)能(néng)量(liáng)A並(bìng)不代表試樣吸(xī)收的(dí)衝(chōng)擊功。即(jí)使在相同的(dí)衝擊能(néng)量(liáng)下(xià)
，由(yóu)於試(shì)樣的幾何形(xíng)狀(zhuàng)和(hé)剛(gāng)度不同
，其所產(chǎn)生(shēng)的*大(dà)衝(chōng)擊載(zǎi)荷(hé)也是不(bù)同的(dí)
，所以(yǐ)A-N曲綫(xiàn)的力(lì)學(xué)意(yì)義(yì)並不清(qīng)楚。第二(èr)
，A-N曲綫實驗(yàn)結(jié)果(guǒ)
，無法(fǎ)和用(yòng)應(yīng)力(lì)或應變表(biǎo)示(shì)的疲勞(láo)試驗(yàn)結果(guǒ)（S-N曲綫或e-N曲綫）進行比較(jiào)
，也無(wú)法(fǎ)深入(rù)研(yán)究兩者的(dí)差(chà)異。第三
，A-N曲綫(xiàn)無(wú)法確定可(kě)供(gōng)設(shè)計(jì)計算使用的(dí)多(duō)衝抗力指(zhǐ)標
，隻能在(zài)十(shí)分固(gù)定的(dí)條件下提供(gōng)相對試(shì)驗(yàn)數據
，作為(wéi)材(cái)料(liào)，工藝變革的(dí)對(duì)比
，這樣就(jiù)使多衝試驗(yàn)的(dí)使(shǐ)用受到限(xiàn)製(zhì)。因(yīn)此
，應(yīng)積極開(kāi)展(zhǎn)在多(duō)衝(chōng)載(zǎi)荷下依(yī)靠應力(lì)或應變等(děng)測試手段(duàn)進行(háng)的(dí)衝擊疲(pí)勞研究工(gōng)作。

圖5.5-19 三種(zhǒng)鋼在(zài)不同強(qiáng)度(dù)水平下多衝抗(kàng)力及不同能量(liáng)與(yǔ)衝擊(jī)吸(xī)收(shōu)功(gōng)的關係

1-40 鋼；2-40MnB;3-40CrNiMoA