Маятниковый копер, неправдоподобно малая ударная вязкость

[Cuprum2020]

Добрый вечер. Сегодня читал о ударной вязкости и измерении ударной вязкости с помощью маятникового копра и вычитал удивительные вещи. Например что ударная вязкость стали как правило лежит в пределах от 20 до 70 Дж$/cm^2$ Открыл ГОСТ для сталей повышенной прочности и увидел в таблице от 59 до 98 единиц. Это что же значит? Тело массой 10 кг падающее с высоты 1 метр и бьющее бойком о прут стали с поперечным сечением 1 квадратный сантиметр гарантированно его разрубит? А для некоторых сортов и двух то килограмм хватит? Это очень сильно расходится с моим обыденным представлением о прочности стали. А касательно чугуна всё ещё веселее, 1-4 единицы. Это значит сто-четыреста грамм разрубят пруток, это точно про чугун а не стекло? Быть может я что то упускаю из виду? Например энергия на которую снижается кинетическая энергия маятника обладающего кинетической энергии заведомо больше необходимой не равна энергии маятника который едва-едва пробьёт образец? Или U-образный надрез столь сильно снижает прочность образца? А может дело в особо остром бойке? А то прямо выходит что прутки стали хоть топором руби, причём это касается даже сталей повышенной прочности. Для никеля кстати указано 180-185 единиц, в пару раз прочнее стали повышенной прочности

[statistonline]

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

Открыл ГОСТ для сталей повышенной прочности и увидел в таблице от 59 до 98 единиц

Поясните, о какой величине идет речь.

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

Тело массой 10 кг падающее с высоты 1 метр и бьющее бойком о прут стали с поперечным сечением 1 квадратный сантиметр гарантированно его разрубит?

На хорошем морозе, например, - гарантированно.

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

А касательно чугуна всё ещё веселее, 1-4 единицы

Чугун очень хрупок, гораздо хрупче стали

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

Например энергия на которую снижается кинетическая энергия маятника обладающего кинетической энергии заведомо больше необходимой не равна энергии маятника который едва-едва пробьёт образец?

Разумеется. Это же разность между начальной и поглощенной энергиями. Раз у первого маятника начальная энергия больше, то и остаток после удара и поглощения будет больше.

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

А может дело в особо остром бойке?

Это к первому вопросу - о какой прочности вы говорили? Пределы прочности принято все же давать в единицах давления. Боек с меньшей ударной площадкой будет давать большее давление

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

Для никеля кстати указано 180-185 единиц,

Никель и сплавы никеля - страшный сон металлургии. Разделывать слиток иногда приходится только резаком.

[EUgeneUS]

Cuprum2020
Из википедии

Цитата:

Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.

Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгиб является гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.

Обычно оценивается работа до разрушения или разрыва испытываемого образца при ударной нагрузке, отнесённой к площади его сечения в месте приложения нагрузки.

А работа, как известно, это интеграл силы по перемещению.
Поэтому неудивительно, что для жестких и хрупких материалов (чугун, например) работа, которую нужно совершить для разрушения образца, довольно низкая.

[Emergency]

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

Это значит сто-четыреста грамм разрубят пруток, это точно про чугун а не стекло?

При разговоре с работником завода "Кристалл" (при СССР группа заводов по обработке алмазов), я с удивлением узнал, что дефектные участки с кристаллов алмазов до шлифовки скалывают медным ножом для экономии ценного сырья. Потому что при шлифовке от алмаза не остается даже пыли - сошлифовываемая часть выгорает.
Ударная вязкость алмаза 2 $kN/m^2$

[Cuprum2020]

statistonline в сообщении #1484004 писал(а):

Поясните, о какой величине идет речь.

Единицей измерения которой является: Дж$/cm^2$
Кинетическая энергия маятника затрачиваемая на разрубание образца с площадью поперечного сечения один квадратный сантиметр

statistonline в сообщении #1484004 писал(а):

На хорошем морозе, например, - гарантированно

20 градусов по Цельсию

statistonline в сообщении #1484004 писал(а):

Боек с меньшей ударной площадкой будет давать большее давление

Думаю варианты формы и материала бойка описаны где-то в неком стандарте, как и варианты формы поперечного сечения образца. То есть они "зашиты" в единицу измерения

statistonline в сообщении #1484004 писал(а):

Разумеется. Это же разность между начальной и поглощенной энергиями. Раз у первого маятника начальная энергия больше, то и остаток после удара и поглощения будет больше

Возможно я не вполне ясно выразился. Может ли быть такое что скажем маятник с энергией 100 Дж разрубит образец потеряв всего 10 Дж, но если взять маятник с энергией 10 Дж то образец он не разрубит, и в 15 Джоулей не разрубит?

Emergency в сообщении #1484009 писал(а):

Ударная вязкость алмаза 2 $kN/m^2$

Не очень ясно как данную единицу измерения соотнести с Дж$/cm^2$

[Emergency]

Cuprum2020 в сообщении #1484037 писал(а):

Не очень ясно как данную единицу измерения соотнести с Дж$/cm^2$

https://en.wikipedia.org/wiki/Toughness

Но есть и другие единицы: "A diamond will shatter if hit with an ordinary hammer.[10] The toughness of natural diamond has been measured as 2.0 $MPa\cdot m^1^/^2$

[amon]

Cuprum2020 в сообщении #1483968 писал(а):

Например энергия на которую снижается кинетическая энергия маятника обладающего кинетической энергии заведомо больше необходимой не равна энергии маятника который едва-едва пробьёт образец?

Как я понимаю, именно так. Это энергия, необходимая для того, что бы "затравочная" трещина прошла через образец. Для этого на обратной стороне делается засечка, являющаяся концентратором напряжений. Этот параметр характеризует то, что называется "хрупкостью".