Ketangguhan impak material logam mengacu pada kemampuannya menahan kerusakan dan memulihkan deformasi ketika terkena pembebanan impak, dan indeks kinerja ini sangat penting dalam penerapan praktis material. Ketangguhan impak tidak hanya mencerminkan tingkat ketangguhan dan kerapuhan material, namun juga menentukan ketahanan dan keandalan material di bawah beban dinamis. Ada banyak faktor yang mempengaruhi ketangguhan dampak bahan logam, termasuk sifat bahan baku itu sendiri, orientasi spesimen, geometri takik dan kualitas pemrosesan, keakuratan mesin uji, kesesuaian antara pendulum dan rangka, suhu pengujian, posisi benda uji tumbukan, dan sebagainya.
1. Sifat bahan baku itu sendiri
Ketangguhan impak bahan logam berkaitan erat dengan struktur metalografinya, komposisi kimianya, sifat fisiknya, proses pemrosesan dan perlakuan panasnya. Misalnya, komposisi kimia suatu logam, terutama karbon (C), fosfor (P), belerang (S) dan unsur lainnya, bila kandungannya meningkat, biasanya menyebabkan penurunan ketangguhan impak material. Hal ini karena unsur-unsur ini cenderung membentuk fase rapuh atau inklusi di dalam material, sehingga meningkatkan konsentrasi tegangan dan mengurangi ketangguhan material. Sebaliknya, unsur-unsur seperti mangan (Mn) dan nikel (Ni) dapat secara efektif meningkatkan ketangguhan material dalam kisaran tertentu; Mn dapat menghaluskan butiran dan menghambat pengendapan karbida di sepanjang batas butir, sedangkan Ni dapat meningkatkan energi pelapisan ferit dan mendorong perpindahan dislokasi lintas selip, yang dapat membantu meningkatkan ketangguhan baja.
Selain itu, komposisi fasa suatu bahan logam juga mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap ketangguhannya. Semakin tinggi kandungan ferit, suatu fasa dengan kekuatan rendah, plastisitas dan ketangguhan yang baik, biasanya semakin baik pula ketangguhan impak material tersebut. Sebaliknya, karburit retikulasi menurunkan ketangguhan material, dan semakin tinggi jumlahnya, semakin buruk ketangguhan impak material tersebut. Oleh karena itu, dengan mengatur komposisi kimia material dan proses perlakuan panas, komposisi fasa dapat dikontrol sehingga ketangguhan impak material dapat dioptimalkan.
2. Orientasi spesimen
Orientasi material logam mempengaruhi sifat mekaniknya, termasuk ketangguhannya. Dalam produksi aktual dan aplikasi teknik, sebagian besar bahan logam digulung, dalam proses penggulungan inklusi logam disertai butiran logam sepanjang arah deformasi utama memanjang, pembentukan jaringan serat logam, sangat mempengaruhi ketangguhan dampak bahan logam. Oleh karena itu, sepanjang pengambilan sampel arah penggulungan, yaitu sumbu panjang sampel sejajar dengan arah penggulungan, takik terbuka pada arah tegak lurus arah penggulungan, sehingga ketangguhan tumbukan pengambilan sampel yang diperoleh semakin besar; sebaliknya, tegak lurus terhadap arah penggulungan pengambilan sampel, sepanjang arah penggulungan takik bukaan, ketangguhan impak yang diperoleh pengambilan sampel semakin kecil.
3. Geometri takik dan kualitas pemrosesan
Geometri takik dan kualitas pemrosesan mempunyai dampak penting terhadap ketangguhan impak material. Menurut standar GB/T 229-2007, takik terutama dibagi menjadi takik tipe-U dan tipe-V, dua jenis takik tipe-V dibandingkan takik tipe-U, tegangannya lebih terkonsentrasi, sehingga ketangguhan benturannya adalah biasanya lebih rendah. Untuk material logam yang sama, ketangguhan impak benda uji bertakik jauh lebih kecil dibandingkan dengan benda uji tak bertakik, karena takik akan menyebabkan pemusatan tegangan yang akan menurunkan ketangguhan material. Spesimen tumbukan bertakik mempunyai tingkat konsentrasi tegangan yang signifikan dalam urutan menurun dari spesimen tumbukan tipe I, tipe V, tipe U, dan setengah lingkaran.
Selain itu, kualitas pengolahan takik juga merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi ketangguhan impak. Kualitas pemrosesan takik terutama melalui dampak takik di dekat tegangan, konsentrasi regangan yang mempengaruhi ketangguhan dampak material. Penelitian telah menunjukkan bahwa ketangguhan tumbukan kedalaman takik spesimen tumbukan menurun secara bertahap dengan peningkatan, dengan meningkatnya radius akar takik, ketangguhan tumbukan bahan logam secara bertahap meningkat; ketangguhan benturan dengan bagian bawah goresan pemesinan takik, tingkat pengerasan menurun secara bertahap. Oleh karena itu, ukuran takik spesimen tumbukan harus sesuai dengan GB/T 229-2007 ketentuan pemrosesan spesimen tumbukan.
4. Keakuratan mesin uji dan pendulum serta rangka dengan koordinasi
Ketangguhan impak bahan logam pada presisi mesin uji impak mempunyai persyaratan tertentu, mesin uji presisi rendah pada ketangguhan impak dengan dampak yang lebih besar. Selain itu, ketangguhan impak juga berkaitan dengan kesalahan alat pembacaan mesin uji impak, sehingga pengujian harus dilakukan sebelum operasi nol.
Pendulum dengan bingkai juga penting. Pengujian tumbukan merupakan pengujian kehancuran yang dilakukan satu kali saja, sehingga pemasangan pendulum ke rangka harus tepat. Hal ini mencakup kesejajaran sumbu pendulum dan bidang acuan, kesejajaran sisi pendulum dan bidang ayunan, jarak bebas radial dan aksial sumbu pendulum, jarak dari sumbu pendulum ke pusat tumbukan, posisi relatif pendulum. ujung pisau tumbukan dan rentang penyangga, dll., yang harus memenuhi persyaratan standar yang relevan. Jika posisi relatif tepi pisau tumbukan dan pusat bentang penyangga tidak memenuhi persyaratan, tepi pisau tumbukan dan garis tengah takik spesimen tidak dapat bertepatan, sehingga hasil pengukuran tidak akurat, dan ketangguhan tumbukan akan menjadi besar.
5. Uji suhu
Temperatur pengujian juga merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi ketangguhan material. Pada proses uji ketangguhan impak, untuk mengetahui material berada pada kisaran temperatur zona getas, dalam penggunaan prosesnya dapat dikontrol untuk menghindari temperatur zona getas pada material. Bahan logam non-ferrous yang berbeda dan ketangguhan dampaknya terhadap dampak suhu berbeda, namun pekerjaan penyerapan dampak terkait dengan suhu suhu, keseragaman suhu, lamanya waktu isolasi. Dengan menurunnya temperatur maka ketangguhan impak material biasanya menurun, hal ini karena kapasitas deformasi plastis material pada temperatur rendah berkurang, laju ekspansi retak dipercepat, yang mengakibatkan penurunan ketangguhan.
6. Penempatan benda uji tumbukan
Penempatan benda uji tumbukan adalah untuk memastikan bahwa garis tengah takik benda uji tumbukan bertepatan dengan tepi pisau tumbukan pada pendulum untuk mengurangi kesalahan operasi pengujian. Jika posisi relatifnya tidak bertepatan, tidak dapat memenuhi persyaratan 0.5mm, gaya tumbukan maksimum tidak dapat bekerja pada penampang minimum akar takik spesimen tumbukan, yang pada akhirnya menyebabkan bias ketangguhan tumbukan.
7. Faktor lainnya
Selain faktor-faktor di atas, cacat internal dan kotoran pada bahan logam juga dapat mempengaruhi ketangguhan impaknya secara signifikan. Cacat dan kotoran meningkatkan konsentrasi tegangan dan mengurangi ketangguhan material. Misalnya, cacat internal seperti inklusi dan gelembung dapat menyebabkan timbulnya dan meluasnya retakan, sehingga mengurangi ketangguhan benturan material. Untuk mengurangi dampak cacat dan kotoran terhadap ketangguhan bahan, kualitas bahan baku dan kondisi proses produksi perlu dikontrol secara ketat selama persiapan dan pengolahan bahan.
