缺口弯曲试验

检验母材的缺口脆性的试验方法

缺口弯曲试验是检验母材的缺口脆性的试验方法之一，试验是将规定的试样放在试验机上，用静载加压弯曲，使应力集中在缺口处，将试样折断。通过一系列不同温度的缺口弯曲试验，以检验破断时的转变温度。常用的有肯尔试验，里海试验等。

缺口敏感性

对于金属材料来说，缺口总是降低塑性，增大脆性。金属材料存在缺口而造成三向应力状态和应力应变集中，由此而使材料产生变脆的倾向，这种效果称为缺口敏感性。一般采用缺口试样力学性能试验来评价材料的缺口敏感性，常用的缺口试样力学性能试验方法有缺口静拉伸和缺口偏斜拉伸、缺口静弯曲等。

金属材料的缺口敏感性除和材料本身性能、应力状态(加载方式)有关外，尚与缺口形状和尺寸、试验温度有关。缺口尖端曲率半径越小，缺口越深，材料对缺口的敏感性也越大。缺口类型相同，增加试样截面尺寸，缺口敏感性也增加，这是由于尺寸较大试样弹性能储存较高所致。降低温度，尤其对bcc金属，缺口敏感性急剧增大。因此，不同材料的缺口敏感性应在相同条件下对比。

缺口弯曲试验介绍

缺口弯曲试验用于测定弯曲条件下材料对缺口的敏感性。一般采用带缺口的试样(尺寸10×6×60或10×10X65)，在试验机弯曲装置上进行，其装置如图1所示。

试验时在缺口处也产生有应力集中的三向应力，从而衡量材料在这种恶劣条件下显示材料对缺口的敏感性，评定材料质量。

缺口弯曲试验可以显示材料的缺口敏感性。由于缺口和弯曲引起的不均匀性叠加，所以缺口弯曲较缺口拉伸应力应变分布不均匀性要大。这种方法一般根据断裂时的残余挠度或弯曲破断点(裂纹出现)的位置评定材料的缺口敏感性。

评定方法

(一)用弯曲曲线评定缺口敏感性

在试验机上按照图1的装置试验时，可以利用自动绘图记录装置画出负荷—变形曲线。

它反映了缺口试样变形和断裂的整个过程。弯曲负荷—变形曲线所包围的面积可以分为三个部分：弹性变形功、塑性变形功和断裂功。如果材料的试验曲线只有弹性功，而无塑性功，更无断裂功，表示材料对缺口极为敏感。如果材料的试验曲线只有弹性功和塑性功而无断裂功，表示材料对缺口敏感，而且塑性功越小，缺口敏感性越大。如果材料的试验曲线三种功都有，表示材料对缺口不敏感，而且断裂功fIII)越大越好。

试验时断裂裂纹首先在缺口根部的表面产生，再扩散至整个截面FK。产生裂纹的载荷一般是P最大，也可能是之后的P。裂纹扩张所消耗的功就是断裂功，其值的大小反映了裂纹扩张的难易程度，因此断裂功可以代表材料阻碍裂纹扩张的能力，叫做裂纹扩张功。所以有人曾建议用断裂功去表示材料对裂纹的敏感性。断裂功越大，裂纹扩张就越慢，裂纹敏感性越小；断裂功越小，裂纹扩张就越快，裂纹敏感性越大；当断裂功为零时，则裂纹扩张极快，一经产生就很快扩张至整个截面而脆断，材料对裂纹极敏感。这种利用断裂功的大小衡量材料对

裂纹的敏感性，只是很粗略地定性估计。科学的定量表示，就需要应用断裂力学知识，用断裂韧性等表示材料阻碍裂纹快速扩张的能力。

(二)用断口形貌评定缺口敏感性

缺口试样弯断之后，根据断口形貌可以评定材料对缺口的敏感性：纤维状的韧性断口表明材料对缺口不敏感；结晶状的脆性断日表明材料对缺口很敏感；纤维和结晶状的混合断口可根据两者所占面积的比例去评定，纤维状部分越大，缺口敏感性越小。这种方法较为简单可靠，但视别和估计断口韧脆部分需要有较丰富的经验才行。

以上两种方法可以结合起来，效果更好。

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