冲击性能是缺口试样在冲击载荷下的力学性能。在冲击载荷下，由于加载速率大，条件苛刻，缺口试样的塑性变形得不到充分展开，故试验能更灵活地反映材料的变脆钷向。冲击试验主要用途是揭示材料的变脆倾向，及评定材料在复杂受载条件下的寿命和可靠性。在冲击试验中，试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击功Ak，单位为焦耳（J）。冲击功除以缺口断面原面积，所得商称为冲击韧性或冲击值ak，单位为J/cm2.影响材料冲击韧性的因素是多方面的，如：材料的化学成分、晶体结构、金相组织，以及试样的形状、尺寸精度、热处理制度和加工工艺；冲击试验机本身的完好程度等等。

　　本试验选用钢的牌号为20CrMnTi，为能够准确地测定其冲击值，现重点就不同的回火温度、不同的加工方法对其冲击性能的影响加以分析。

　　2试验原理法》中规定冲击试验标准试样是U型缺口，称为夏比U型缺口试样。

　　冲击试样的安放、冲击试验原理如和所示，规格为0 25mm，毛埋冲击试样尺寸015x55mm，钢材产品标准为GB/T3077-1999，标准要求冲击功/1尺u2表120CrMnTi主要化学成分（WT%）元素标准实际3.2热处理工艺一次淬火处理：加热至880T，保温30分钟后油淬至室温；二次淬火处理：再加热至870，保温30分钟后油淬至室温；低温回火处理：试样分批，再分别进行170、200、230回火保温1小时，出炉空冷。

　　3.3加工工艺加工设备：冲击试样拉刀开槽用冲击试样专用拉床。

　　冲击试样钻头开槽用台式钻床。

　　冲击试样砂轮片开槽用卧轴矩台平面磨床。

　　按GB/T229-1994要求，加工试样尺寸如3.4冲击试验试验设备：冲击试验机型号JB-30B，打击能4试验数据试验温度：1 ~35t：，根据不同的试样加工方法和不同的试样回火试验方法：GB/T229-1994温度，共列出9种工艺组合（见表2），每种工艺采用10个试样，试验所得的冲击功值如和所示：表2试样加工方法和不同的回火温度的9种工艺组合加工方法\回火温度拉刀组合1组合4组合7钻头组合2组合5组合8砂轮片组合3组合6组合9 4.220CrMnTi冲击值的误差分析（1）绝对偏差<1：X；――第i次的测量值X――多次测量的算术平均值（真实值）算术平均偏差：3：相对平均偏差S：S二|xl00%根据上述的计算公式，各组合的数据误差分析结果见表3.试样号同一开槽方法不同回火温度下所得的冲击功值同一回火温度下不同开槽方法所得的冲击功值表3试验数据误差分析表（J）工艺组合组合1组合2组合3组合4组合5组合6组合7组合8组合9平均值i算术平均偏差3相对平均偏差s（%）5分析与讨论5.1不同加工方式对冲击性能的影响从可观察到，在同一回火温度处理下，不同的加工方法，冲击功有显著的变化。拉床加工的试样冲击功偏低；钻床和砂轮片加工的试样冲击功相对较高，而钻床加工的试样冲击功又略高于砂轮片。

　　缺口是一种脆化因素，缺口试样在冲击载荷下进行试验能更敏感地反映材料的变脆倾向。金属材料因存在缺口造成三向应力应变集中而变脆的倾向，称为缺口敏感性。缺口试样冲击试验是按缺口试样力学性能指标的绝对值，通常是按冲断能量值评定材料的缺口敏感性。

　　根据断裂理论，断裂类型取决于裂纹扩展过程中所消耗的功，消耗功大，则断裂表现为钿性的，反之则为脆性的。也即断裂功大，缺口敏感性小。结合冲击试验数据可看出，拉床加工试验的缺口敏感性大，而钻床和砂轮片加工试样的缺口敏感性小，这主要是由于：当缺口用拉刀制成时，其切槽区域所受的力是剪切应力，由放大镜可观看到，刀痕的分布垂直于冲击试样的轴线方向，缺口表面较粗糖，而且拉刀制缺口时，切削量较大，槽口易产生应力集中，缺口敏感性增大，所以在冲击试验时，冲击吸收功较小。

　　当缺口用钻头制成时，其切槽区域所受的力是磨削力，由放大镜可观看到，刀痕的方向与试样的轴线相平行，这样在承受冲击力时，应力不易集中，并延螺旋纹道分散。因而使试样在开槽时产生的缺口敏感性较小，冲击试验时所吸收的冲击功大。

　　当用砂轮片磨制缺口时，其切槽区域所受的力也是磨削力，由放大镜可观看到，其表面光洁度较高，而且砂轮片磨制时的切削量小，产生的热量非常小，速度均匀，产生应力小，缺口敏感性很小，所以其吸收的冲击功较高。

　　目前，在冲击试样开槽的加工方法上并没有明确规定，而且上述三种加工方法各有其可取之处，也有其不足之处。例如：拉刀开槽，其试样尺寸符合GB/T229-1994要求，（由缺口投影（a）所示）。但由于拉刀开槽易产生较大的加工应力，影响试样的冲击性能，所以试样在经过缺口加工后，可采取再低温回火处理，以消除加工应力从而也可降低其相对平均偏差故大批量冲击试验时宜采用。

　　钻头开槽，易造成许多问题：开槽速度过快，可能出现过热现象；开槽后试样底部尺寸误差，槽口曲率半径有大小，槽口方向不垂直（由缺口投影（b）所示）。这些问题都可能对开槽试样的冲击功造成影响，所以采用钻头开槽，必须保证其基准面，并且开槽速度尽可能适中，加工试样比较烦琐。而且钻头制成的缺口试样冲击数据的相对平均偏差S也偏大，故不宜采用。

　　（3）砂轮片开槽，试验数据很理想，但由于在加工过程中砂轮片易磨损，以致于在本次试验中，有的试样尺寸不符合GB/T229-1994要求（由缺口投影（c）所示），其缺口曲率半径较大，直接影响到冲击功的高低。所以采取砂轮片开槽，只有在进行少量、高要求的试样试验时，而且必须经常检查砂轮片，以保证试样尺寸要求。另外从表3可见，其冲击数据的相对平均偏差S较小，故在做小批量冲击试验时宜采用。

　　（c）砂轮开槽不同槽口加工工艺缺口投影图（比例25：1）5.2不同回火温度对冲击性能的影响从可观察到，在同一种加工方法下，170T和2OC的冲击功平均值较接近，2301的冲击功明显下降。

　　回火是将淬火钢在A1以下温度加热，使其转变为稳定的回火组织，并以适当方式冷却到室温的工艺过程。回火的主要目的是减小或消除淬火应力，保证相应的组织转变，提高钢的性和塑性，获得硬度、强度、塑性和性的适当配合，以满足各种用途工件的性能要求。170、200、230都属于低温回火温度，回火组织为回火马氏体。

　　火时，钢内的体积有所增大，―是由于残余奥氏体转变为过饱和a固溶体与碳化物（Fe3C）组成的混合体，这种碳化物是高度弥散的。而且与马氏体保持共格联系（弹性联系），这就增加了钢塑性变形的阻力，这一作用对于高碳钢来说较明显。而事实上低碳钢也有此作用，不过不够明显罢了度的关系曲线图来分析，如所示，这也可能属于回火脆性现象。关于这一类回火脆性产生的原因目前还不十分清楚，但从曲线图可看出，合金结构钢在230回火后的冲击韧性确实较170和200回火后的冲击韧性值还要低。所以试验中20CrMnTi在230丈低温回火后冲击吸收功明显降低。

　　综上所述，*佳的回火温度应是180T~ 6结论对20CrMnTi钢的冲击性能来说，其热处理时的*佳回火温度以180尤~200为宜。

　　拉刀开槽的试样尺寸能符合GB/T229-1994要求，但试样在经过缺口加工后，必须采取再低温回火处理，以消除加工应力，此法适合大批量冲击试验时采用。

　　用砂轮片加工的缺口试样的冲击性能比较稳定，相对平均偏差较低，是适合选用的开槽方法。但在开槽过程中必须随时检查砂轮片以保证其试样尺寸符合国家标准。