金属夏比缺口冲击试验 操作规程

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产品代号/ 文件名称金属材料夏比摆锤冲击试验

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2017-11-20编制的《金属材料夏比摆锤冲击试验操作规程》文件编号为：Q/TM(CA)03.2-214-2017，版本号为：03/3，共5页。2019-11-27编制的《金属材料夏比摆锤冲击试验操作

规程》文件编号为：TM 03.2(CA)-214-2019，版本号

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TM

TM 03.2(CA)-214-2019

版本/修订状态：01/0金属材料夏比摆锤冲击试验操作规程

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2019-11-27发布 2019-11-29实施

金属材料夏比摆锤冲击试验操作规程

1 适用范围

本规程适用于金属材料夏比V型缺口和U型缺口试样的冲击试验。

2 引用标准

GB/T 229-2007 《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》

GB/T 2975-2018 《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》

GB/T 8170-2008 《数值修约规则与极限数值的表示方法和判定》

ISO 148-1：2016 Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1：Test method

ISO 148-2：2016 Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2：Verification of testing machines ASTM E23 -18 Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials

3 定义和符号

3.1 吸收能量K

由指针或其他指示装置示出的能量值。

备注：ISO 148-1-2016定义为在摩擦修正之后，采用摆锤冲击试验机冲断某一试样所需的能量。

注：用字母V和U表示缺口几何形状，用下标数值2或8表示摆锤刀刃半径，例如KV2。

3.2 高度、宽度、长度

开缺口面与其相对面之间的距离为高度，用h表示；

备注：ISO 148-1-2016定义为“宽度”，用w表示。

与缺口轴线平行且垂直于高度方向的尺寸为宽度，用w表示；

备注：ISO 148-1-2016定义为“厚度”，用B表示；厚度为与宽度垂直且与缺口平行的尺寸。

与缺口深度方向垂直的最大尺寸为长度，用l表示。

4 试验原理

将规定几何形状的缺口试样置于试验机两支座之间，缺口背向打击面放置，用摆锤一次打击试样，测定试样的吸收能量。

5 试样

5.1 试样取样要求

试样样坯的切取和制备应按相关执行标准执行，采用国家标准试验时，按GB/T 2975-2018的规定执行。试样的制备应避免由于加工硬化或过热而影响金属的冲击性能。

5.2 试样的一般要求

标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mm×10mm方形截面。

试样的缺口有V型和U型。V型缺口应有45度夹角，其深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm；U型缺口深度应为2mm或5mm，底部曲率半径为1mm。

如果试料不够制备标准尺寸试样，可以制备小尺寸试样。试样的尺寸及偏差应符合GB/ T229-2007及ISO 148-1-2016中图2和表2之规定。

试样表面粗糙度Ra优于5μm，端部除外。试样缺口的制备应保证其缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹，

且缺口对称面应垂直于试样纵向轴线。

5.3 试样标记应尽量远离缺口，不应标在与支座、砧座或摆锤刀刃接触的面上。试样标记应避免塑性变形和表面不连续性对冲击吸收能量的影响。

5.4 本试验室试验前按相关标准要求检查试样尺寸，试样尺寸检查合格后在试样袋上盖上试样合格标记。每天需记录至少一件试样实际尺寸在[力学性能试样尺寸及形状复查记录]表上，记录内容为：试样缺口形状记录为合格，试样长度和横截面尺寸(H和W)记录实测值，另外，用国际标准试验时记录试样长度和横截面尺寸(W和B)。

5.5若采用ASTM E23 -18进行试验时，相关试样的要求如图1所示：

6 设备

6.1 冲击试验机应定期由相关部门检定。

6.2 摆锤刀刃

摆锤刀刃半径应为2mm和8mm两种。用符号的下标表示：KV2或KV8等。

7 试验

7.1 一般要求

试样应紧贴试验机砧座，锤刃沿缺口对称面打击试样缺口的背面，试样缺口对称面偏离两砧座间的中点应不大于0.5mm。

试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗。

试验前应检查砧座跨距，砧座跨距应保证在40+0.2mm以内，ASTM E23 -18标准中试样缺口对称面偏离两砧座间的中点应不大于1mm，砧座跨距应保证在40mm±0.05mm以内。

备注：在使用ISO 148-1-2016进行试验时，在首次试验的每一个实验日都应该检查摩擦吸收的能量，主要测定指针摩擦导致的能量损耗，轴承摩擦及摆锤摆动一半空气摩擦导致的损耗。

（1）、指针摩擦导致的能量损耗的测定方法：使用常规方法操作机器，但无需放置试样，并记录能量读数K1，然后无需重置指针进行二次试验，记录新的能量读数K2，因此，上升期间指针摩擦损耗等于P=K1-K2，若刻度单位为能量单位。

（2）、轴承摩擦及空气摩擦导致的损耗的测定方法：在测定K2之后，摆锤恢复到其初始位置，无需重置指针，释放无打击和震动的摆锤，使其来回十次半个摆动，在摆锤第11次半摆时，将指针移至5%刻度范围处，记录下K3值，一个半摆的轴承摩擦和空气阻力导致的能量损耗等于P′=1/10（K3-K2），这样测得的总摩擦损耗P+ P′不应超过0.5%的标称能量。

备注：ASTM E23 – 18标准中总摩擦损耗P+ P′不应超过0.4%的标称能量，如果百分比摩擦和风阻损失超过0.4%或者与先前测量值具有显著差异时，此时检查指示装置，闭锁高度和轴承磨损和损伤情况。然而，如果近期未使用过试验机，让摆锤摆动50到100个循环，在对试验机进行修理之前，重复百分比摩擦和风阻损失试验。。

7.2 试验温度

7.2.1对于试验温度有规定的，应在规定温度±2℃范围内进行。如果没有规定，室温冲击试验应在23℃±5℃（环境温度）范围进行。

备注：ASTM E23 -18标准中如果没有规定，室温冲击试验应在20℃±5℃（环境温度）范围进行。

7.2.2 当使用液体介质冷却试样时，试样应放置于一容器中的网栅上，网栅至少高于容器底部25mm，液体浸过试样的高度至少25mm，试样距容器侧壁至少10mm。应连续均匀搅拌介质以使温度均匀。介质温度应在规定温度±1℃以内，试样在规定温度下保持时间至少5min。但使用气体介质冷却时，试样距低温装置内表面以及试样与试样之间应保持足够的距离，试样应该在规定温度下至少保持20min。

备注：在使用ISO 148-1-2016进行试验时：

1、介质温度应保持在规定温度±1℃以内，保持至少5 min。

2、当使用气态介质调节（加热或冷却）试样时，试样应放置于一试验箱内，离最近表面至少50 mm。各个试样应间隔至少10mm。介质应不断地循环，同时应采用任何方便的方法达到规定的温度。测定介质温度的仪器应置于一组试样中间处。在试样从介质中移除用于试之前，气态介质温度应保持在规定温度±1℃以内，保持至少30 min。

7.2.3 对于试验温度不超过200℃的高温试验，试样应在规定温度±2℃的液池中保持至少10min。对于实验温度差过200℃的试验，试样应在规定温度±5℃以内的高温装置里保持至少20min。

ASTM E23 - 18标准规定在试样从介质中移除用于试之前，气态介质温度应保持在规定温度±1℃以内，保持至少30 min。

7.3 试样的转移

当试验不在常温进行时，试样从高温或低温装置中移出至打断的时间应不大于5s。对于试样从高温或低温装置中移出至打断时间在3s～5s的试验，可考虑采用过热或过冷试样的方法补偿温度损失，如温度0℃～-60℃，温度补偿为1℃～＜2℃。本试验室规定试验温度在0℃～-60℃之间均采用1℃的过冷度；过热度和过冷度详见GB/T 229-2007附录E。

备注：1℃的温度补偿符合ISO 148-1-2016介质温度应保持在规定温度±1℃以内的规定。

若环境温度或仪器温度和试样温度之间的差小于25℃，则为例外。在这种情况下，ISO 148-1-2016规定试样转移所需的时间应小于10s。

转移装置的设计和使用应能使试样温度保持在允许的温度范围内。转移装置与试样接触部分应与试样一起加热或冷却。

7.4 试验机能力范围

试样吸收能量K不应超过实际初始能量Kp的80%，在试验报告中应报告为近似值并注明超过试验机能力的80%。建议试样吸收能量K的下限应不低于试验机最小分辨率的25倍。

例如初始能量为150J（最大能量），最小分辨率为1J的冲击试验机，试样吸收能量最大为150×80%=120J,最小吸收能量建议为25J。

7.5 试样为完全断裂

对于试样试验后没有完全断裂，可以报出冲击吸收能量，或与完全断裂试样结果平均后报出。

由于试验机打击能量不足，试样未完全断开，吸收能量不确定，试验报告应注明用×J的试验机试验，试样未断裂。

7.6 试样卡锤

如果试样卡在试验机上，试验结果无效，应彻底检查试验机，否则试验机的损伤会影响测量的准确性。7.7 实验结果

读取每个试样的冲击吸收能量，应至少估读到0.5J或0.5个标度单位（取两者之间较小值）。试验结果至少保留两个有效数字，修约方法按GB/T 8170-2008执行。

8 如客户有特殊要求，按客户的要求试验。

9 试验报告

9.1 必要的内容

a) 本标准编号（例如GB/T 229-2007、ISO 148-1-2016及ASTM E23 - 18）；

b) 试样相关资料（例如钢种、炉号等）；

c) 缺口类型（缺口深度）；

d）与标准尺寸不同的试样尺寸；

e）试验温度；

f) 冲击吸收能量KV2、KV8、KU2、KU8；例如KV2：77J表示：摆锤刀刃半径应为2mm的冲击吸收能量为77J。

g) 可能影响试验的异常情况及其它合同上的要求。

9.2 可选的内容

a) 试样的取向

b) 试验机的标称能量，J

c）没有完全断裂的试样数

d）详见GB/T 229-2007及ISO 148-1-2016第9.2条及ASTM E23 -18第11条。

金属夏比缺口冲击试验 操作规程

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金属材料夏比摆锤冲击试验操作规程

1 适用范围 本规程适用于金属材料夏比V型缺口和U型缺口试样的冲击试验。 2 引用标准 GB/T 229-2007 《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》 GB/T 2975-2018 《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》 GB/T 8170-2008 《数值修约规则与极限数值的表示方法和判定》 ISO 148-1：2016 Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1：Test method ISO 148-2：2016 Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2：Verification of testing machines ASTM E23 -18 Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials 3 定义和符号 3.1 吸收能量K 由指针或其他指示装置示出的能量值。 备注：ISO 148-1-2016定义为在摩擦修正之后，采用摆锤冲击试验机冲断某一试样所需的能量。 注：用字母V和U表示缺口几何形状，用下标数值2或8表示摆锤刀刃半径，例如KV2。 3.2 高度、宽度、长度 开缺口面与其相对面之间的距离为高度，用h表示； 备注：ISO 148-1-2016定义为“宽度”，用w表示。 与缺口轴线平行且垂直于高度方向的尺寸为宽度，用w表示； 备注：ISO 148-1-2016定义为“厚度”，用B表示；厚度为与宽度垂直且与缺口平行的尺寸。 与缺口深度方向垂直的最大尺寸为长度，用l表示。 4 试验原理 将规定几何形状的缺口试样置于试验机两支座之间，缺口背向打击面放置，用摆锤一次打击试样，测定试样的吸收能量。 5 试样 5.1 试样取样要求 试样样坯的切取和制备应按相关执行标准执行，采用国家标准试验时，按GB/T 2975-2018的规定执行。试样的制备应避免由于加工硬化或过热而影响金属的冲击性能。 5.2 试样的一般要求 标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mm×10mm方形截面。 试样的缺口有V型和U型。V型缺口应有45度夹角，其深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm；U型缺口深度应为2mm或5mm，底部曲率半径为1mm。 如果试料不够制备标准尺寸试样，可以制备小尺寸试样。试样的尺寸及偏差应符合GB/ T229-2007及ISO 148-1-2016中图2和表2之规定。 试样表面粗糙度Ra优于5μm，端部除外。试样缺口的制备应保证其缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹，

启裂抗力 夏比冲击试验

启裂抗力夏比冲击试验 夏比冲击试验是一种常用的测试方法，用于评估材料的抗冲击性能。它是由美国材料工程师夏比（Charpy）于20世纪初提出的，被广泛应用于工程材料的研究和设计中。本文将为您介绍夏比冲击试验的原理、步骤、结果分析及其在工程领域中的指导意义。 夏比冲击试验的原理基于能量守恒定律。在试验中，一根标准尺寸的试样被固定在冲击机上，然后一铁锤以一定能量从一定高度自由下落，击中试样。试样在冲击力的作用下发生断裂，断裂前后锤头的能量差即为试样吸收的冲击能量。通过测量试样断裂前后锤头的摆动幅度和位置，可计算出试样的冲击强度或冲击韧性。 夏比冲击试验的步骤分为准备工作、试验操作和数据分析三个阶段。首先，我们需要准备好试样，并按照一定的尺寸要求进行加工和标记。然后，将试样放置在冲击机的支撑台上，确保试样完全固定。接下来，调整冲击机的冲击能量和锤头高度，根据实际需求选择合适的试验条件。一切准备就绪后，通过按下按钮或操作控制台，让铁锤自由下落，实施试验。 试验完成后，需要对试样进行观察和分析。首先，检查试样断裂面的形态和特征，可以评估其断裂形式和断裂特性。例如，是否出现脆性断裂或塑性断裂等。其次，我们需要测量试样断裂前后锤头的摆动幅度和位置，从而计算出试样的冲击韧性。最后，根据试验数据和

观察结果，进行结果分析和比较，得出各种材料在冲击韧性方面的性 能指标。 夏比冲击试验在工程领域中具有重要的指导意义。首先，它可以 评估材料在受冲击载荷下的断裂行为和性能表现，为材料的选用和设 计提供重要参考。例如，在航空航天、汽车工业、建筑业等领域中， 对材料的冲击韧性要求较高，通过夏比冲击试验可以筛选出合适的材料。其次，夏比冲击试验可以用于材料的质量控制，验证生产过程中 的材料品质和加工工艺。最后，通过夏比冲击试验的数据比较和分析，可以为材料研究提供基础数据和理论依据。 综上所述，夏比冲击试验是一项重要的材料测试方法，在评估材 料的抗冲击性能方面具有广泛应用。通过准备工作、试验操作和数据 分析的步骤，我们可以获得试样的冲击韧性指标，并根据实际需求进 行结果分析和比较。夏比冲击试验在工程领域中具有指导意义，不仅 可以为材料的选用和设计提供重要参考，还可以用于质量控制和理论 研究。

夏比冲击试验报告

夏比冲击试验报告 一、 实验目的 1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理 2. 掌握测定试样冲击性能的方法 二﹑实验内容 测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，并进行比较。 三﹑实验设备 3. 冲击试验机 4. 游标卡尺 图1-1冲击试验机结构图 四﹑试样的制备 若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用U 型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。 图1-2 冲击试样 五﹑实验原理 冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图1－2的B 处，将摆锤举至高度为H 的A 处自由落下， 冲断试样即可。 摆锤在A 处所具有的势能为： E=GH=GL(1-cos α) (1-1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为： E 1=Gh=GL(1-cos β)。 (1-2)

势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K : A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (1-3) 式中，G 为摆锤重力（N ）；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm ）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。 图1-3冲击试验原理图 六﹑实验步骤 1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。 2. 根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。 3. 安装试样。如图1－4所示。 图1-4冲击试验示意图 4. 进行试验。将摆锤举起到高度为H 处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起 到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。 5. 记录表盘上所示的冲击功A KU 值.取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。 6. 冲击试验要特别注意人身的安全。 七﹑实验结果处理 1.计算冲击韧性值αKU . αKU =0S A KU (J/cm 2) (1-4)

金属材料夏比冲击试验

金属材料夏比冲击试验 第一部分：测试方法（V和U型缺口） 1、实施对象和领域： 1.1本标准详细的描述了金属材料夏比冲击试验的的细节。 2、涉及标准： 3、试验原理： 用规定高度的摆锤对处于简支梁扎的缺口试样进行依次性打击，测量试样折断时的冲击吸收功。 4、名词： 本标准所适用的名词如表1和图1、图2： 表1——名词 5、试样： 5.1 取样数量和取样位置应该在相应的产品标准中作出详细说明。 5.2 标准试样应该是55mm长，并且它的截面是10mm见方的正方体，在长度的中心部位开有缺口，两种型号 的缺口详细说明如下： a）V型缺口角度45度，缺口深2mm，缺口弯曲半径0.25mm，如不能制备标准试样，可以采用宽度7.5mm 或5mm等小尺寸试样，缺口应该开在狭窄的一面。 B）U型缺口或锁眼缺口试样，缺口深5mm ,缺口弯曲半径1mm。 除了铸造试样缺口所在的两平行表面达到所需要的精密度则可以不进行机加工以外，原则上试样应该机加工完成。 5.3 缺口所在均匀平面应垂直于试样的纵轴线。 5.4 试样详细尺寸公差在表2中给出。 5.5倘若相应的产品标准只能允许，无论如何，只有两个试样的形状和尺寸相同，那他们的结果比较才有意义。 5.6 机加工应该尽可能的不改变试样的性能，例如，冷热加工应该把对试样的影响减到最小。开缺口应该非常 小心。 6、试验机： 6.1 试验机应该被严格的制造和安装并符合欧洲标准10 045-2的要求。 试验机主要的特征含义见表3。 6.2 当摆锤式冲击试验机的冲击能量为（300±10）J并采用标准试样时，则试验视为在正常条件下进行。在上述条件下确定的缺口冲击功的缩写符号为： ——KU 适用于U型冲击试样 ——KV 适用于V型冲击试样

冲击实验报告

一、实验目的 1、观察分析低碳钢材料在常温冲击下的破坏情况和断口形貌。 2、测定低碳钢材料的冲 击韧度?k值。 3、了解冲击试验方法。 二、实验设备 液晶全自动金属摆锤冲击试验机，游标卡尺。 三、实验材料 本实验采用gb/t 229?1994标准规定的10mm?10mm?55mm u形缺口或v形缺口试件。 四、实验步骤及注意事项 1、测量试件缺口处尺寸，测三次，取平均值，计算出横截面面积。 2、检查回零误差和能量损失：正式试验开始前在支座上不放试件的情况下“空打”一次： （1）取摆：按“取摆”键，摆锤逆时针转动；（2）退销：按“退销”键，保险销退销； （3）冲击：按“冲击”键，挂/脱摆机构动作，摆锤靠自重绕轴开始进行冲击；（4） 放摆：按“放摆”键，保险销自动退销，当摆锤转至接近垂直位置时便自动停摆；（5）清 零：按“清零”键，使摆锤角度值复位为零。注意：必须在摆锤处于垂直静止状态时方可执 行此动作。 第一次“空打”后显示屏上显示的空打冲击吸收功n1即为回零误差，此值经校正后应不 大于此摆锤标称能量值的0.1%。 3、正式试验：按“取摆”键，摆锤逆时针转动上扬，触动限位开关后由挂摆机构挂住， 保险销弹出，此时可在支座上放置试件（注意试件缺口对中并位于受拉边）。然后顺序执行以 上“取摆”、“退销”、“冲击”、“放摆”动作。显示屏上将显示该试件的冲击吸收功和相应的 冲击韧度。 4、摆锤抬起后，严禁在摆锤摆动范围内站立、行走和放置障碍物。 1 n6n1，此值应不大于此摆锤标称能量值的10 五、实验数据记录及结果处理 篇二：冲击实验报告 冲击实验报告 一．实验目的 1. 掌握常温下金属冲击试验方法； 2. 了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法。 二．实验设备 jbw-300冲击试验机及20#钢试样和 40cr试样。 三．实验原理： 冲击试验是根据许多机器零件在 工作时受到冲击载荷作用提出来的。冲 击载荷是动载荷，它在短时间内产生较 大的力，在这种情况下往往对材料的组 织缺陷反映更敏感。在冲击试验中，我们认为材料存在截面突变、即缺口，冲击动能在 零件内的分布是不均匀的，在缺口处单位体积内将吸取较多的能量，从而使该处的应力、应 变值增大。因此，ak或ak值都是代表材料缺口敏感度。冲击载荷与静拉伸的主要区别在于 加载速度不同。拉伸速度一般在10-4~10-2mm/s，而冲击速度为102~104mm/s，静载荷作用于 构件，一般不考虑惯性力的影响，而冲击载荷作用下惯性的作用不可忽视。 四﹑试样的制备

1-1-冲击韧性测定实验指导书

实验一缺口试样冲击韧性实验 一、实验目的 1、了解冲击韧性的含义； 2、分别测定脆性材料和塑性材料的冲击韧性，比较其抗冲击性能的高低； 3、了解韧性断口与脆性断口的宏观形貌特征和区别。 二、实验概述 1、实验原理 冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用 标准试样的冲击吸收功A k来表示。缺口冲击韧性试验是综合运用了缺口、低温及高应变速率这三个因素对材料脆化的影响，在这三个因素中，缺口所造成的脆化是最主要的。 用实验方法测定材料的冲击韧性时，把材料做成标准试样后在冲击试验机上进行，并用打断试样的冲击吸收功来衡量。按照实验温度、受力方式和实验打击能量等来区分的话，实验类型繁多。在没有特殊要求的情况下通常采用常温、简支梁式、大能量一次性冲击实验。GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》试验标准规定了测定金属材料在夏比冲击试验中吸收能量的方法，包括V型缺口和U型缺口。 缺口冲击试验的原理如下图1所示。冲击试验机由机身、支座、摆锤、刻度盘、指针等几部分组成。将带有缺口的试样安放在试样座上，然后将具有一定重量G的摆锤升至一定的高度H0，然后将摆锤释放使其自由下落，摆锤下落至最低位置处将试样冲断，冲击后摆锤的高度由H0变为H1，势能变化为G（H0-H1），它等于冲断试样所消耗的功。摆锤将试样冲断时所作的功即为冲击吸收功，以A k表示， A k=G（H0-H1）（1） A k的单位为N·m（J）。 （a）摆锤冲击试验机的组成（b）支座、试样与摆锤的结构关系 图1 摆锤冲击试验示意图 摆锤冲击试验机的摆轴长度l和起始下落角α都设计成固定值，冲断试样后的扬起角为β，则式（5）可写为： A k=Gl（cosβ- sinα）（2）

金属材料 夏比摆锤冲击试验方法

金属材料夏比摆锤冲击试验方法 夏比摆锤冲击试验方法是一种常用的金属材料力学性能测试方法，广泛应用于材料科学与工程领域。本文将详细介绍夏比摆锤冲击试验方法的原理、设备和试验步骤。 一、夏比摆锤冲击试验方法的原理 夏比摆锤冲击试验方法是通过用摆锤撞击试样，测定试样在冲击载荷作用下的断裂特性和韧性。其原理基于能量守恒定律，即摆锤的势能转化为试样的变形能和破坏能。 二、夏比摆锤冲击试验方法的设备 夏比摆锤冲击试验所需的主要设备包括夏比摆锤冲击试验机、试样夹具和测量系统。夏比摆锤冲击试验机由摆锤、支撑杆和基座组成，能够提供一定的冲击能量和冲击速度。 三、夏比摆锤冲击试验方法的步骤 1. 样品制备：根据试验要求，制备符合规格要求的金属样品。 2. 样品夹持：将试样夹在试样夹具上，确保试样夹持牢固且不会滑动。 3. 调整试验参数：根据试验要求，设置合适的摆锤质量、摆锤高度和摆锤释放角度等试验参数。 4. 试验操作：将摆锤提升到一定高度，然后释放摆锤使其撞击试样。试验过程中要保持稳定和准确的操作。

5. 记录测试数据：使用测量系统记录试样断裂的能量吸收能力和断裂模式等数据。 6. 数据分析：根据测试数据进行数据分析，得出试样的冲击韧性和断裂特性等结果。 夏比摆锤冲击试验方法的优点在于简单易行、试验过程可控制，能够提供关于金属材料在冲击载荷下的力学性能信息。它可以用来评估材料的韧性、耐冲击性和断裂特性等，为材料的选择和设计提供重要依据。 然而，夏比摆锤冲击试验方法也存在一些限制和注意事项。首先，试样的准备和夹持对试验结果有着重要影响，因此需要严格控制试样的制备和夹持过程。其次，试验结果受到试验参数的影响，因此需要根据具体要求选择合适的试验参数。此外，夏比摆锤冲击试验方法仅能提供样品在冲击载荷下的力学性能信息，不能完全代表材料的整体性能。 夏比摆锤冲击试验方法是一种简便有效的金属材料力学性能测试方法。通过准确控制试验参数和精确记录测试数据，可以得到金属材料在冲击载荷下的韧性、断裂特性等重要信息，为材料的选择和设计提供依据。

材料冲击实验

5、描述材料和结构冲击的实验技术,包括测试手段和试验方法，并分别简单介绍其用途、优缺点。 材料冲击实验是一种动态力学实验，它是将具有一定形状和尺寸的U 型或V 型缺口的试样，在冲击载荷作用下折断，以测定其冲击吸收功K A 和冲击韧性值K ∂的一种实验方法。冲击试验是材料性能不可缺少的检验项目。冲击功能够直观反应材料的冲击韧性。 1 材料冲击实验原理 冲击实验通常在摆锤式冲击试验机上进行，其原理如图1a 所示。实验时将试样放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间（图1b ）。然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度1H ，使其获得一定位能1mgH 。释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为2mgH ，则摆锤冲断试样失去的势能为21m g -H mgH 。如忽略空气阻力等各种能量损失，则冲断试样所消耗的能量（即试样的冲击吸收功）为： K A 的具体数值可直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位力J 。将冲击吸收功K A 除以试样缺口底部的横截面积N S (cm 2)，即可得到试样的冲击韧性值K ∂（J/cm 2）： 对于Charpy U 型缺口和V 型缺口试样的冲击吸收功分别用KU A 和KV A 表示，它们的冲击韧性值分别用KU ∂和KU ∂表示。 K ∂作为材料的冲击抗力指标，不仅与材料的性质有关，试样的形状、尺寸、缺口形式等都会对K ∂值产生很大的影响，因此K ∂只是材料抗冲击断裂的一个参考性指标。只能在规定条件下进行相对比较，而不能代换到具体零件上进行定量计算。 2 实验设备 2.1 冲击试验对试验机砧座和支座的要求 2.1.1 支座的两个支撑面应平行，且相差不应超过0.05mm 。支座应使试样的轴线与摆锤轴线的平行度在3/1000以内。 2.1.2 砧座两个支撑面应平行，且相差不应超过0.05mm 。支座两个支撑面所在平面和砧座两个支撑面所在平面之间的夹角应为90±0.1°。 2.1.3 砧座曲率半径1mm 。曲率圆弧应与支撑面平面相切。

夏比冲击试验

冲击试验 一、金属夏比冲击试验 金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外，还要求有足够的韧性。所谓韧性，就是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性好的材料在服役条件下不至于突然发生脆性断裂，从而使安全得到保证。 韧性可分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性，其中评价冲击韧性（即在冲击载荷下材料塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力）的实验方法，按其服役工 况有简直梁下的冲击弯曲试验（更比冲击试验）、悬臂梁下的冲击弯曲试验（艾尔冲击试验）以及冲击拉伸试验。夏比冲击试验是由法国工程师夏比（Charpy）建立起来的，虽然试验中测定的冲击吸收功Ak值缺乏明确的物理意义，不能作为表征金属制作实际抵抗冲击载荷能力的韧性判据，但因其试样加工简便、试验 时间短，试验数据对材料组织结构、冶金缺陷等敏感而成为评价金属材料冲击韧性应用最广泛的一种传统力学性能试验。 更比冲击试验的主要用途如下： （1）评价材料对大能量一次冲击载荷下破坏的缺口敏感性。零部件截面的急剧变化从广义上都可视作缺口，缺口造成应力应变集中，使材料的应力状态变硬，承受冲击能量的能力变差。由于不同材料对缺口的敏感程度不同，用拉伸试验中测定的强度和塑性指标往往不能评定材料对缺口是否敏感，因此，设计选材或研制新材料时，往往提出冲击韧性指标。 （2）检查和控制材料的冶金质量和热加工质量。通过测量冲击吸收功和对冲击试样进行断口分析，可揭示材料的夹渣、偏析、白点、裂纹以及非金属夹杂物超标等冶金缺陷；检查过热、过烧、回火脆性等锻造、焊接、热处理等热加工缺陷。 （3）评定材料在高、低温条件下的韧脆转变特性。 用系列冲击试验可测定材料的韧脆转变温度，供选材时参考，使材料不在冷脆状态下工作，保证安全。而高温冲击试验是用来评定材料在某些温度范围如蓝脆、重结晶等条件下的韧性特性。 按试验温度可分为高温、低温和常温冲击试验，按试样的缺口类型可分为V型和U型两种冲击试验。现行国家标准GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验 方法》将以上所涉及的试验方法统一合并在意个标准内，更加便于执行。

冲击试验作业指导书(API)

金属材料冲击试验 作 业 指 导 书

冲击试验作业指导书（API） 1、目的 检测试样物理性能是否达到规定要求。 2、适用范围 本作业指导书适用于冲击试验方法。 3、执行标准 《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》GB/T229-2007 4、仪器设备 （1）JB-300B摆锤式冲击试验机 （2）游标卡尺 夏比摆锤冲击试验机用来对金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能进行检验，从而判断材料在动负荷作用下的质量状况，符合国标GB/T3808-2002《摆锤式冲击试验机的检验》。按国标GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》对金属材料进行冲击试验。 试样和摆锤冲击试验机支座及砧座相对位置

5、试样 试样一般要求：标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mmX10mm方形截面，在试样长度中间有V型或者U型缺口。如果试样不够制备标准尺寸，可以选用宽度7.5mm、5mm或者2.5mm的小尺寸试样。V型缺口试样缺口应有45°夹角，其深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm。 U型缺口试样深度为2mm或者5mm，底部曲率半径为1mm。 冲击试样

5.1冲击试样的切取按技术规范中规定执行。如没有规定，取样位置应和拉伸试样的取样位置一样，取样方向应是纵向方向而且缺口与测试产品主要表面向垂直。 5.2当技术规范规定了最低平均时延结果值时，应测试3个试样；当及时规范要求测定转变温度时，通常需要8个到12个试样。 5.3对于厚度小于11mm的扁平材，或当冲击吸收功预计超过满刻度的8%时，应使用标准小尺寸试样。对沿横向方向测试的管状材料，如果直径和壁厚的关系不允许使用标准全尺寸试样时，就得采用标准小尺寸试样。 5.4如不能制备标准全尺寸试样，则应制备尽可能最大的标准小尺寸试样。应对试样进行加工，以便使试样不含有表面在0.5mm以下的部分。 5.5对于标准小尺寸试样，除宽度外，所有标准试样的尺寸和偏差都恒定，按照厚度为10mm恒定、宽度变化分有7.5mm、 6.7mm、5mm、3.3mm和2.5mm 五种。 5.6在标准小尺寸试样的窄面开缺口与，使该缺口和10mm厚度的表面垂直。 6、温度控制 如果技术规范或购买方要求特殊的试验温度，则加热介质或冷却介质的温度变化控制范围为1℃。对某些钢锻件，可不需要对温度予以限制，如奥氏体钢锻件。另，一般要求的室内温度条件，即可在实验室温度15～32℃范围内的任何温度进行试验。 7、试验步骤 7.1温度要求 7.1.1将用于冲击的试样放入液体介质（常用低温介质有冷流体，如水、

冲击试验

《钢材质量检验》单元教学设计一、教案头

二、教学过程设计

三、讲义 1.材料的韧性 韧性是指金属材料受冲击力的作用下，抵抗破坏的能力。 大部分金属在使用过程中，不仅受到静态力的作用，还受到快速形成的冲击力的作用。例如，火车车轮对铁轨的冲击，海水对轮船的冲击，压力容器受到的冲击。由于冲击力加载的速度非常快，金属受冲击时，应力分布和变形不均匀，极易发生断裂。因此，对承受冲击力的零件或工具来说，仅有强度指标是不够的，还要有足够的抵抗冲击负荷的能力，即韧性。 金属材料冲击韧性的评价采用冲击试验来完成。我国1994年颁布了金属韧性的测试标准 GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》。 2.冲击试验 （1）冲击试验原理 将标准试样置于冲击试验机的支座上，然后释放具有一定重力势能的重锤，重锤在下降过程中的快速冲击力作用下，将试样一次性冲断。测试试样在折断过程中的吸收功A k（能量差值）。

冲击功A k的测定原理是能量守恒原理，即摆锤在最高处静止时有一定的重力势能，将试样冲断后继续向前上升到最大位置处有一定的重力势能，二者的能量差即为试样在折断过程中的吸收功A k。冲击功可在试验机表盘上直接读出。 通常，金属的冲击功A k数值越大，其抵抗冲击破坏的能力就越强。有时候为了便于比较，不仅要测试试样的冲击功A k，还要将冲击功换算成冲击韧性。冲击韧性规定为单位面积上所受到的冲击力，即：a k = A k/S0 式中 A k——冲击功； S0——试样在冲击缺口处的横截面积。 （2）冲击试样 冲击功A k的大小受试样形状的影响较大。GB/T229—1994中规定可以采用以下两种缺口试样，即U型缺口试样和V型缺口试样。样坯切取应参照GB2975标准中的规定，式样的加工制造应符合下表中的规定。

冲击试验操作规程

冲击试验操作规程 1.岗位职责和权限 1.1.职责 1.1.1.按力学测试技术标准保质保量完成力学测试任务，认真执行力学测试操作 规程。 1.1. 2.提前5分钟到岗，检查物理室仪器设备是否正常。 1.1.3.坚守工作岗位，不得随便离开，有事应向组长请假。 1.1.4.认真做好原始记录，对测试结果负责。 1.1.5.负责提出设备易损件的请购计划，做好仪器的清洁卫生工作，管好、用好 各类计量器具，并协助计量室做好仪器设备的定期检定工作。 1.1.6.有责任接收上级主管的考核与检查。 1.1.7.努力钻研技术，对工作精益求精，保证试验的准确性。 1.2.权限 1.2.1.对试验结果按产品标准的规定，有权作出试验结论。 1.2.2.对既无产品性能说明，又无技术标准的产品有权拒绝试验。 1.2.3.有权向主管部门如实反映产品质量情况。 1.2.4.有权拒绝其它部门人员进入试验室，随便乱开设备，以防设备损坏而影响 正常的试验情况。 2.主要设备参数及工装 主要设备为JB-300B 型号的冲击试验机。 3.作业流程及操作规程 3.1.一般要求 3.1.1.冲击试验试按国标《GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法》或相应的 产品标准要求进行试验。 3.1.2.钢管产品冲击性能测试在冲击试验机（JB-300B）上进行。 3.1.3.试样的制取和验收按相应的产品标准规定，试样尺寸偏差不得超过标准允 许范围。 3.1. 4.根据《检测委托单》验收试样的钢种、炉号、检测内容，填写台帐并做好 原始记录。 3.2.试样 采用V型缺口试样。 3.2.1.试样的尺寸 3.2.1.1.ASTM及GB，EN标准试样尺寸： 冲击试样长度为55mm，横截面为10×10方形截面，试样长度中间有V型缺口，缺口应有45°夹角，其深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm，缺口对称面垂直于试样纵向轴线，如图1，缺口根部应无影响吸收能的痕迹。EN还注明缺口开在试样窄的面上，若相关产品标准允许，可不加工试样宽度，使产品厚度为试样宽度。