缺口作用

在塑料制品中切槽、鉆孔、攻絲等加工時，對此部位施加應力，容易引起應力集中，造成破壞的現(xiàn)象。缺口作用影響的程度，稱為缺口敏感度=無缺口時強度/有缺口時強度。缺口敏感度隨塑料種類而異，也受溫度、缺口形狀、荷重速度的影響。試樣的屈服應力比單向拉伸時的要高，即產(chǎn)生了所謂缺口“強化”現(xiàn)象，缺口使塑性材料得到“強化”。2100433B

只有少數(shù)工作零件才承受缺口試棒沖擊試驗中所特有的那種強大的沖擊條件。另外，截面尺寸也影響缺口的韌性值。根據(jù)這些理由，缺口韌性試驗結果，不總是與工作條件有對應關系，而且不能直接用于工程設計。只有在與特定的構件，在特定的工作條件下有對應關系時，缺口的韌性值才對設計有用。例如，許多機器的鋼零件，在極冷的條件下成功地轉動，并不需要對缺口的韌性值，或產(chǎn)生韌-脆轉變的溫度，作特殊的考慮。當最大剪應力接近于最大的主拉應力時，如像在中等程度的應變速度和溫度條件下做扭轉或簡單的拉伸試驗那樣，可以使用轉變溫度較高的鋼種。應力集中和應變率高以及工作溫度又低的地方，必須選用轉變溫度低的鋼種。

結構鋼的缺口韌性隨溫度降低而減小。對低溫的工程結構而言，鋼材低的缺口韌性是造成脆性斷裂的重要原因之一。對材料缺口韌性的規(guī)定在結構脆斷防止和材料選擇中將是十分重要的。隨著各種液化氣體貯存設備（如低溫液氮裝置、液化氣體貯罐）的使用，對低溫用鋼缺口韌性規(guī)定更顯得迫切。而且，根據(jù)不同結構的使用要求，合理規(guī)定缺口韌性也是值得研究的課題。

對材料韌性規(guī)定是應該保證在工作應力下不會由結構中最大缺陷處開始發(fā)生脆性斷裂。各國對材料缺口韌性標準擬訂的依據(jù)亦略有不同。英、美、西德等國家以防止脆性斷裂開始為基礎提出了韌性規(guī)定；而日本焊接協(xié)會對鋼板的低溫韌性規(guī)定提出兩種要求：①防止脆性開裂，這是一般結構所常采用的；②防止裂紋擴展，這是特定條件下使用的。國外對鋼材缺口韌性規(guī)定，早期是按船舶、壓力容器等結構相應地制訂了標準，有的目前仍在使用。 2100433B

缺口斷裂韌性簡稱為缺口韌性，最常見的有沖擊韌性。缺口韌性是材料具有缺口時，塑性變形和斷裂全過程吸收能量的能力，它是強度和塑性的綜合表現(xiàn)。因此，在特定條件下，能量、強度和塑性都可用來表示韌性。斷口形貌反映斷裂結果，也可用來表示韌性。溫度和應變速度都是影響韌性的重要因素，而溫度是易于控制的，因而也可用脆性轉變溫度來表示韌性。現(xiàn)在分述如下：

1）能量——很明顯，能量是韌性的參量。不過，要注意是什么缺口韌性試驗的能量，是否考慮了韌帶面積。例如夏氏V型沖擊值是C_V，而梅氏沖擊值卻用a_K表示，前者未除以韌帶面積，而后者則已經(jīng)除以韌帶面積了。

2）強度——進行缺口拉伸試驗時，一般用缺口強度σ_NF及缺口強度比NSR來表示缺口韌性。NSR明確地表明了缺口導致的強化及脆化作用，σ_NF則表明了多向應力下斷裂的強度。

3）塑性——各類鋼材的單向拉伸的抗拉強度，從低強度的30公斤/毫米²到超高強度的210公斤/毫米²，相差約為7倍；而伸長率的變化范圍更廣，可從0.5%到50%，相差約為100倍。因此，可用多向應力作用下的塑性來表示缺口韌性。因此，缺口試樣的伸長率同樣可用來反映缺口敏感性。

4）斷口形貌——脆性斷裂的斷口是結晶型，肉眼可以觀察到斷口上是發(fā)亮的顆粒晶面，很少塑性變形；韌性斷裂的斷口是纖維型，肉眼觀察到的是暗灰色絲狀斷口，有塑性變形。一般可用結晶面積的百分數(shù)或纖維面積的百分數(shù)（兩者之和為100%）來表示缺口韌性。通過斷口金相分析（光學的和電子的），既可將宏觀力學性能和微觀力學過程聯(lián)系起來，起到橋梁作用，也可提出新的微觀參量來表示韌性。

5）溫度——采用不同判據(jù)確定的脆性轉變溫度（θ₀），是一個重要的韌性參量。

最常用的判據(jù)是能量和斷口形貌。