韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。部分零件工作时受到的力是冲击载荷，如锻锤锤杆、钢钎、冲压模具、曲轴、冲床连杆等，这些零件除要求具备足够的强度、塑性、硬度外，还应具有足够的韧性。金属材料的韧性大小通常采用吸收能量K（单位是焦耳J）指标来衡量。测定金属材料的吸收能量K可采用GB/T 229—2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法进行测定。

1.夏比摆锤冲击试样

夏比摆锤冲击试样主要有V型缺口试样和U型缺口试样两种。带V型缺口的试样，称为夏比V型缺口试样；带U型缺口的试样，称为夏比U型缺口试样。

2.夏比摆锤冲击试验方法

夏比摆锤冲击试验方法是在摆锤式冲击试验机上进行的，如图2-16所示。试验时，将带有缺口的标准试样安置在冲击试验机的机架上，使试样的缺口位于两支座中间，并背向摆锤的冲击方向。将一定质量的摆锤升高到规定高度H1，则摆锤具有势能AKV1（V型缺口试样）或AKU1（U型缺口试样）。当摆锤落下将试样冲断后，摆锤继续向前升高到H2，此时摆锤的剩余势能是AKV2或AKU2。则冲击试样的吸收能量K就等于摆锤冲断试样过程中所失去的势能。

如果是V型缺口试样：　KV2或KV8=AKV1-AKV2

如果是U型缺口试样：　KU2或KU8=AKU1-AKU2

KV2或KU2表示用刀刃半径是2mm的摆锤测定的吸收能量；

KV8或KU8表示用刀刃半径是8mm的摆锤测定的吸收能量。(www.daowen.com)

图2-16　夏比冲击试验原理及设备

（a）夏比冲击试验原理　（b）手动冲击试验机

吸收能量KV2或KV8（KU2或KU8）可以从试验机的刻度盘上直接读出。它是表征金属材料韧性的重要指标。显然，冲击吸收能量K越大，表示金属材料抵抗冲击试验力而不破坏的能力越强，即韧性越好。

冲击载荷比静载荷的破坏性要大得多，因此，对于承受冲击载荷的金属零件，需要对金属材料的韧性进行测量。另外，吸收能量K对组织缺陷非常敏感，它可灵敏地反映出金属材料的质量、宏观缺口和显微组织的差异，能有效地检验金属材料在冶炼、成形加工、热处理工艺等方面的质量。

3.冲击吸收能量与温度的关系

冲击吸收能量K对温度非常敏感。有些金属材料在室温时可能并不显示脆性，但在较低温度下，则可能发生脆断。如图2-17所示，在进行不同温度的一系列冲击试验时，随试验温度的降低，冲击吸收能量总的变化趋势是随着温度的降低而降低的。当温度降至某一数值时，冲击吸收能量急剧下降，金属材料由韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为冷脆转变。金属材料在一系列不同温度的冲击试验中，冲击吸收能量急剧变化或断口韧性急剧转变的温度区域，称为韧脆转变温度。金属材料的韧脆转变温度越低，说明金属材料的低温抗冲击性越好。非合金钢的韧脆转变温度约为-20℃，因此，在非常寒冷（室外温度低于-20℃）的地区使用非合金钢构件（如钢轨、车辆、桥梁、输运管道、电力铁塔等）时，易发生脆断现象。所以，在选用金属材料时，一定要考虑金属材料服役条件的最低环境温度必须高于金属材料的韧脆转变温度。

图2-17　吸收能量-温度曲线