许多机械零件和工具，在使用过程中往往受到冲击载荷的作用，如冲床的冲头、锻锤的锤杆和破碎机等。材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧性，简称韧性。为了评定材料的冲击韧性，需要进行冲击试验。

1.2.1.1　一次摆锤冲击试验

图1.6为一次摆锤冲击试验示意图，将被测试样制成如图1.7所示带缺口的标准试样并安放在摆锤冲击试验机的支座上，见图 1.6（a）。把重量为 G 的摆锤提高到距试样高度为1H的位置，见图 1.6（b），此时摆锤势能为1GH，然后使其下落，冲断试样后又上升到距原试样高度为2H处，摆锤剩余势能为2GH。冲断试样所做的功kA称为冲击吸收功，其值为

其单位为焦耳（J）。试样被冲断在缺口处，若缺口原始截面面积为S，则得冲击韧性ak为

其单位符号为J/cm2，即把冲断单位面积所消耗的功作为材料的韧性指标。

图1.6　冲击试验测定原理

图1.7　标准冲击试样

冲击韧性ak值与材料的强度和塑性有一定关系。一般来说，强度塑性均较好的材料，ak值较大，反之只要强度和塑性其中之一很低，则ak值也不会太大。一般把韧性值ak高的材料称为韧性材料，ak值低的材料称为脆性材料。(www.daowen.com)

这里需要指出：

（1）试样缺口的作用是在缺口附近造成应力集中，以保证试样在缺口处发生破裂。根据GB/T 229—2020，标准试样有U形缺口试样和V形缺口试样两种，如图1.7所示。对于球墨铸铁和工具钢等材料，由于脆性大，常采用不带缺口的非标准试样来测定其冲击吸收功。

（2）由于是用弯曲负荷冲断材料，缺口截面上的应力分布不均匀，使塑性变形主要集中在缺口附近，即试样所吸收的冲击功主要消耗在缺口附近，因而用缺口处截面面积来平分冲击吸收功没有确切的物理意义。因此 GB/T 229—2020规定以标准试样的冲击吸收功直接表示材料的韧性。

（3）不同种类和尺寸的试样的冲击韧性不能直接比较或换算。

1.2.1.2　小能量多次冲击试验

在实际生产中，大多数承受冲击载荷的零件都是在小能量多次冲击作用下破坏的，衡量零件抵抗小能量多次冲击能力的试验是在落锤试验机上进行的，如图1.8所示。带有双冲头的锤头以一定的冲击频率（如400次/min）冲击试样，直至冲断。多次冲击抗力指标，一般是用在一定冲击能量A的作用下开始出现裂纹和断裂的冲击次数N来表示，据此可做出材料的多冲击抗力曲线，称为-A N曲线，如图1.9所示。

图1.8　多次冲击试验示意图

图1.9　A-N曲线

需要指出的是：材料抵抗大能量一次冲击的能力主要取决于其塑性，而抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于其强度。