金属材料夏比摆锤冲击试验研究

金属材料夏比摆锤冲击试验研究

摘要：通过测量金属材料的冲击吸收能量并分析测量结果得到相关质量数据，

夏比冲击就是这样一种为确定金属材料受到负荷的能力而开发的一项实验，他可

以将这一能力量化为数据，并以此来作为选择相对应的适用材料的指标，或是作

为研发新材料的依据。当材料被确定冶金质量、热加工质量和韧脆转变温度后，

冲击的能量K会显仪器设备上。本文通过分析其标准制定、试验设备要求和范围

来研究这一传统的力学性能试验方法。

关键词：夏比冲击、金属材料

引言

夏比冲击是当今被应用最为广的试验方法，大多用于评定材料能够受到荷载

冲击的能力或是说上限，它是一种动态试验，主要特点在于实行起来简单方便快捷。当下的第二产业极度高速发展使得制造者和研发人员对于金属的要求也逐步

提高，而以往曾有许多事故的发生是由于诸如金属疲劳这一些有关于金属本身特

性受限而发生的，也是人们对此未曾注意到的点。但是由于不同的金属材料差异

过大，很难有一个统一的测量标准、测量方法，如拉伸试验无法测量出材料对缺

口的敏感程度和韧脆性。在这种情况下，夏比摆锤冲击试验作为可以测量出金属

材料的受冲击极限，是十分重大的发现，必须被仔细的反复试验研究，争取尽量

完整的掌握这一试验的优缺点以及不确定因素。

1 夏比摆锤冲击试验

首先，夏比摆锤冲击试验可以评定的范围有：材料的韧性以及脆性、材料的

冶炼质量、加工质量和材料对冲击载荷的敏感性。材料韧性也分为多种，如冲击

韧性、断裂韧性等等，差韧性材料较容易因突然发生的脆性断裂而影响整体机器，用作测试冲击韧性的多种实验中，夏比摆锤试验是最为传统的一种。本文中的金

属材料夏比摆锤冲击试验研究主要用的试验机器是名为数控式摆锤冲击试验机的

检测机器，其精密度是被绝对保障的。其原理是利用指针式金属摆锤冲击试验机，在恒定室温下打击机器背对放置的两个支座间的U或V型缺口，后冲击能量即为

摆锤前后的势能差[1]。

2 冲击试样准备、过程

根据GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击实验方法》，实验为在冲击试验

机两支架间防止背对支架的试验金属材料，后放下规定高度的摆锤，最后读取显

示的数值。据标准。实验环境要求在18-22℃之间，所选用的小摆锤量程在1-

150J之间，试样要求。长度在54.40mm-55.60mm之间，宽度在9.89mm-

10.11mm之间，高度在9.925mm-10.075mm之间，偏差必须在以上的数值之内。

测试前要检测监测设备的钳口和摆锤固定情况，并测试摆锤空打的空载能耗，保

证误差最小。此外，试验样品必须放置在试验机砧座和锤刃缺口正中间对称位置，紧贴放置，偏离中点的误差应小于0.5mm。否则实验结果将作无效处理。对于高

温类实验，例如温度不超过200的高温试验，试样材料应该受限提前在-2至2℃

的液池中浸泡10分钟以上，而高于200摄氏度的试验要在-5到5摄氏度的液池

中浸泡20分钟以上。浸泡后到开始试验间隔不得超过2秒。

试验用标准设备必须遵循国家或者国际的标准，每过一定周期校准、进行检

查安装；摆锤的刀刃半径由于对低能量冲击试验有一定影响，因此分为2mm和

8mm两种摆锤进行不同的试验，具体参考相关的产品标准。

试验设备为数控式摆锤冲击试验机，量程为0-150J，分辨力是1J，冲击试样

是Q235B材质试板。

试样用V型缺口，大小为10mm x 10mm x 55mm ，在室温恒定处进行试验，

温度的影响因较小，忽略不计。

数学模型：令AKV为吸收功的数值，X为读出值，得到 AKV=X。

3 实验结果的评定

据标准规定，试验后的读取数值应是在0.5J中的最小值，试样显示出的K应

小于初始势能的百分之八十，同时要大于试验机最小分辨率的25倍。若是超过了，则应在试验报告中说明，若因试验机打击能量不足，试样未断裂，也应注明，而若试验中摆锤卡在式样上则视为无效试验，则应重新开始。一个试样不可以重

复用作多次试验，实验数据必须保留两位小数，冲击吸收能量最好读在能量范围

的百分之0.25。多次进行实验或者有未断裂的情况时，若试样处于未断裂状态但

是数值显示不超过试验机能力的80%则可以算进其他测试成功的一类，可以进行

后续数值平均[2]。

韧脆性的转化温度可以通过下列几种依据判断：数据显示要到达某特定值、

能量要超过某一平台上的数值、剪切断面率应超过某一数值、侧膨胀量必须达到

某一数值。

关于晶状断面率和纤维状的测定通常采用对比法，或者是游标卡尺、放大测

定和卡片测定。对比测试法和游标卡尺测试法属于简便易行的方法，被使用最广泛。剩下的，如放大测定法是作为仲裁测定进行使用的。而当游标卡尺测定的材

料断裂形状不规则无法分类是，可以根据具体情况分划为多个正方形、平行四边

形等，再测量进行计算出总面积大小，并计算出品状、纤维状断面率。最后的品状、纤维状断面率修约到1%，侧膨胀值保留两位小数。

4 不确定因素

测量，是通试验来合理的给与某未知量值的一个过程，在其中，因为测量工

作人员、测量方法和程序以及设备的不同，还有操作差异，测量经常会有误差，

多人测量会导致测量值含有分散性。通常的试验于一般的室温下进行，经取摆、

试样、退销和冲击步骤后即可读取实验的结果数据，数据会显示仪表盘、电脑或

者设备的分度盘上。一般情况下，试验会为了确定一个精确值而进行多次的多人

重复试验，但这有时反而还会增添不确定因素；所实验用的数控式摆锤冲击试验

机或是其他专用机器本身数据无法做到绝对精确，只能具体到一定地步；第三是

试验人员在读取数据时，若指针盘上的指针位于两数值之间，那么读取就会产生

不准确，多人叠加，不准确度也会增加；最后一点就是室温下的微量的温度变化，但是一般实验地点是在恒温室，对测量结果的影响并不会太大。

5 结语

夏比摆锤冲击试验分为普通冲击试验以及仪器化冲击试验，两者具有不同执

行标准和方法要求。但总体上，两者具有共同点，那就是都是依据GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击实验方法》进行的，并且不同于欧洲版本的规定，

GB/T229-2007明文标出了实验中的仪器化实验方法的有关规定。夏比冲击试验是

一类传统的通用实验方法，用于评定金属材料品质和测量其吸收承受能量的数据、敏感性。其下分支的两种测试方法中，普通冲击试验能表示出材料的脆化过程，

从而反映金属材料品质，而仪器化的方法则是通过力位移曲线等特征测试出金属

材料的断裂特性和变形程度以及弹性，总体用于表现材料的韧脆性。此外，表明

在标准文件中的要求都应一丝不苟的实践到位，确保试验准确性。

参考文献：

[1]王燕，路通，姚强，朱宇宏，王琼.金属基复合材料夏比冲击试验结果的影响因素与不确定度研究[J].计量与测试技术，2016，43（10）：39-42.

[2]张君，朱凤德，李硕，赵志远.欧洲和我国有关金属材料夏比摆锤冲击试验方法标准的对比[J].铁道技术监督，2014，42（10）：50-52.

金属材料夏比摆锤冲击试验研究

金属材料夏比摆锤冲击试验研究 摘要：通过测量金属材料的冲击吸收能量并分析测量结果得到相关质量数据， 夏比冲击就是这样一种为确定金属材料受到负荷的能力而开发的一项实验，他可 以将这一能力量化为数据，并以此来作为选择相对应的适用材料的指标，或是作 为研发新材料的依据。当材料被确定冶金质量、热加工质量和韧脆转变温度后， 冲击的能量K会显仪器设备上。本文通过分析其标准制定、试验设备要求和范围 来研究这一传统的力学性能试验方法。 关键词：夏比冲击、金属材料 引言 夏比冲击是当今被应用最为广的试验方法，大多用于评定材料能够受到荷载 冲击的能力或是说上限，它是一种动态试验，主要特点在于实行起来简单方便快捷。当下的第二产业极度高速发展使得制造者和研发人员对于金属的要求也逐步 提高，而以往曾有许多事故的发生是由于诸如金属疲劳这一些有关于金属本身特 性受限而发生的，也是人们对此未曾注意到的点。但是由于不同的金属材料差异 过大，很难有一个统一的测量标准、测量方法，如拉伸试验无法测量出材料对缺 口的敏感程度和韧脆性。在这种情况下，夏比摆锤冲击试验作为可以测量出金属 材料的受冲击极限，是十分重大的发现，必须被仔细的反复试验研究，争取尽量 完整的掌握这一试验的优缺点以及不确定因素。 1 夏比摆锤冲击试验 首先，夏比摆锤冲击试验可以评定的范围有：材料的韧性以及脆性、材料的 冶炼质量、加工质量和材料对冲击载荷的敏感性。材料韧性也分为多种，如冲击 韧性、断裂韧性等等，差韧性材料较容易因突然发生的脆性断裂而影响整体机器，用作测试冲击韧性的多种实验中，夏比摆锤试验是最为传统的一种。本文中的金 属材料夏比摆锤冲击试验研究主要用的试验机器是名为数控式摆锤冲击试验机的 检测机器，其精密度是被绝对保障的。其原理是利用指针式金属摆锤冲击试验机，在恒定室温下打击机器背对放置的两个支座间的U或V型缺口，后冲击能量即为 摆锤前后的势能差[1]。 2 冲击试样准备、过程 根据GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击实验方法》，实验为在冲击试验 机两支架间防止背对支架的试验金属材料，后放下规定高度的摆锤，最后读取显 示的数值。据标准。实验环境要求在18-22℃之间，所选用的小摆锤量程在1- 150J之间，试样要求。长度在54.40mm-55.60mm之间，宽度在9.89mm- 10.11mm之间，高度在9.925mm-10.075mm之间，偏差必须在以上的数值之内。 测试前要检测监测设备的钳口和摆锤固定情况，并测试摆锤空打的空载能耗，保 证误差最小。此外，试验样品必须放置在试验机砧座和锤刃缺口正中间对称位置，紧贴放置，偏离中点的误差应小于0.5mm。否则实验结果将作无效处理。对于高 温类实验，例如温度不超过200的高温试验，试样材料应该受限提前在-2至2℃ 的液池中浸泡10分钟以上，而高于200摄氏度的试验要在-5到5摄氏度的液池 中浸泡20分钟以上。浸泡后到开始试验间隔不得超过2秒。 试验用标准设备必须遵循国家或者国际的标准，每过一定周期校准、进行检 查安装；摆锤的刀刃半径由于对低能量冲击试验有一定影响，因此分为2mm和 8mm两种摆锤进行不同的试验，具体参考相关的产品标准。 试验设备为数控式摆锤冲击试验机，量程为0-150J，分辨力是1J，冲击试样

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)

金属系列冲击试验报告

金属系列冲击试验报告 一．试验目的 1.了解摆锤冲击试验的基本方法。 2.通过系列冲击试验，测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功， 拟合三种金属韧脆转变温度。 二．基本原理： 韧性是材料承受载荷作用导致发生断裂的过程中吸收能量的特性。冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸收。摆锤的起始高度与它冲断试样后达到的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量，试样吸收的功称为冲击功（A k）。 采用系列冲击试验，即测定材料在不同温度下的冲击吸收功，可以确定其韧脆转变温度，即当温度下降时，由韧性转变成脆性行为的温度范围，在A k-T曲线上表现为Ak值显著降低的温度。曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度（DBTT）。当断口上结晶或解理状脆性区达到50%时，相应的温度称为断口形貌转化温度（FATT）。 脆性断裂：材料在低温断裂时会呈现脆性断裂，所谓脆性断裂即材料在极微小甚至没有塑性变形及其预警的情况下所发生的断裂，低倍放大镜下断口形貌往往是光亮的结晶状。 解理断裂：当外加正应力达到一定数值后，以极速率沿特定晶面产生的穿晶断裂现象称为解理。解理断口的基本微观特征是台阶、河流、舌状花样等。 全韧型断口：断口晶状区面积百分比定为0%； 全脆型断口：断口晶状区面积百分比定为100%； 韧脆型断口：断口晶状区面积百分比需用工具显微镜进行测量，计算出断口解理部分面积，计算出断口晶状区面积百分比 三．试验材料、试样、以及设备仪器 2.1按照相关国标标准GB/T229-1994(金属夏比缺口冲击试验方法)要求完成试验测量 工作。 2.2试验材料：低碳钢、工业纯铁和T8钢。试样外型尺寸：10mm*10mm*55mm，缺 口部位为U型槽。 2.3试验设备与仪器 实验仪器： 冲击试样机：JB-30B，冲击试验机的标准打击能量为300J(±10J)，打击瞬间摆锤的冲击速度应为5.0~5.5m/s。冲击试验机一般在摆锤最大能量的10%~90%范围内使用；实验前应检查摆锤空打时被动指针的回零道，回零差不应超过最小分度值的四分之一。 工具显微镜：目镜10X，物镜2.5/0.08，160/0. 保温杜瓦瓶：对于高温或低温冲击试验，保温瓶应能将试验温度稳定在规定 值的±2℃之内。 温度计：测高温用的玻璃温度计最小分度值应不大于1℃，测低温用数字显示式热电偶测温器。

金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定-文档资料

金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定 ： An analysis of the sources of uncertainty of the impact energy of the high strength low alloy structural steel has been studied by measuring the impact energy of the high strength low alloy structural steel. Then assess the uncertainty by using the experimental results and other related information. 0 引言 测量是通过实验合理地赋予某量一个或多个量值的过程。测量的过程中，因为测量人员、测量方法、测量程序、测量所使用的仪器设备、测量的环境条件等的不同会产生测量误差，所得的被测量值具有分散性。测量不确定度是表征赋予被测量之值分散性的非负参数，是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。是与测量结果相联系的参数，用于表示测量结果的可信性。通过测量不确定度可以了解到被测量的值在什么范围内，是定量说明测量结果的质量的一个参数，不确定度越小，表示测量结果的可信度越高。不确定度的评定在我国的应用越来越来广泛，在我国国家标准GB/T 27025-2008中明确规定了校准试验室或进行自校准的检测实验室，对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用测量不确定度的程序。测量不确定度是评价检验机构检验能力和检验水平的科学性的指标。

1993年由国际标准化组织（ISO）计量技术顾问组第三工作组（ISO/TAG4/WG3）起草并发布了《测量不确定度表示指南》（Guide to the expression of uncertainty in measurement 以下简称GUM），GUM采用当时国际通行的观点和方法，使涉及测量的技术领域和部门，可以用统一的准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较。JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》标准中所规定的评定与表示测量不确定度的通用方法适用于各种准确度等级的测量领域，为测量结果的比较提供了国际上公认一致的依据。 1 试验方法概述 按GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》标准规定的要求，测量厚度为20mm的牌号为Q345B的低合金高强度结构钢钢板的冲击吸收能量。分析测量冲击吸收能量的不确定度的来源，评定测量结果的不确定度。 ①测量依据：GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》。②试验环境要求：GB/T 1591-2008标准规定试验温度为：20±2℃。③测量仪器：经市级计量所检定合格的JB-300B 半自动冲击试验机，其准确度满足国家相应的检定规程的规定，选用小摆锤（量程为0～150J）。④试样制备：试样的制备符合国家标准GB/T229-2007，试样为标准尺寸冲击试样，长度为 55±0.60mm。宽度为10±0.11mm。高度为10±0.075mm。加工好的试样尺寸偏差应符合标准要求并经检查合格后才能进行试验。

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

金属材料摆锤式冲击试验

金属材料摆锤式冲击试验 金属材料的重要的物理性能测试主要包括了：（1）拉伸试验（高温、室温、低温）。拉伸试验是金属材料物理性能测试的非常重要的一个部分，它是通过变化金属材料所处位置的稳定条件进行的实验，可以测出金属材料的拉伸性质；（2）弯曲试验。金属材料的疲劳性能可通过金属材料的应力测试；（3）冲击试验（高温、室温、低温）。冲击试验的方法类似于拉伸试验的方法；（4）剪切试验；（5）硬度测试等。 摆锤式冲击试验 1、基本原理 冲击试验是用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的一种动态力学性能试验，用来测定冲断一定形状的试样所消耗的功，又叫冲击韧性试验。 材料变形速度不同，它所显示的机械性质会随之发生变化。在工程上常采用“韧度”来表示材料抵抗冲击的能力。将钢制摆锤悬挂在轴上，并使摆锤向上摆起在一定位置（如图所示的α角），于是摆锤便具有了一定的势能。试验时，突然释放摆锤，摆锤将绕轴下摆，冲击安装在基座上的试件，将试件冲断，摆锤将扬起到另一个位置（如图所示β角），前后两个位置的势能差，即为将试件折断所消耗的能量或称为吸收功A。将A用带缺口的截面面积F=8*10cm2除之，即得样品材料的冲击韧度αk。αk对材料品质、内部缺陷、晶粒大小特别敏感，所以常用来检验和对比材料。A或者αk吸收功越小，材料的韧性也就越低，反之则越大。αk值没有明确物理意义，因为冲击功并非沿着缺口处截面积均匀地消耗。因此αk值不能直接用于设计计算。 2、试件形状 根据试样形状和破断方式冲击试验分为弯曲冲击试验、扭转冲击试验和拉伸冲击试验三种。横梁式弯曲冲击试验法操作简单应用最广，其试验原理见原理图。为了达到将试件折断，一般要求在试件上加工制作缺口，中国有关标准（GB229）规定采用横梁式试验法所用标准试样以U形缺口试样和V形缺口试样为主，如下图。 3、受力分析 分析表明，折断时，在缺口根部将发生应力集中。下图所示为弯曲冲击时缺口截面的应力分布图。图中缺口根部的N点，拉应力很大。在缺口根部附近M点，材料处于三向拉应力状态，呈现脆性破坏方式（断裂）。试验表明，缺口的形状、试件的绝对尺寸和材料的性质等因素都会直接影响断口附近参与塑性变形的体积。因此，冲击试验必须在规定的标准下进行，同时，缺口的加工精度也十分重要，一般应当采用铣口加工。同一种金属材料缺口越尖越深则塑性变形体积愈小。因此对于不同尺寸和缺口的试样所得结果不能互相换算和比较。 4、试验操作 设备为ZBC-2302-2冲击试验机，最大冲击能量300J。

金属夏比冲击试验方法

金属夏比冲击试验方法 金属夏比冲击试验方法是一种测试金属材料韧性和抗冲击性能的方法。夏比冲击试验是通过在被试样上施加冲击载荷，然后观察其破坏形态和性能指标来评估其抗冲击性能。下面将详细介绍金属夏比冲击试验的方法。 首先，进行金属夏比冲击试验需要准备一块具有一定尺寸的金属试样。该试样通常采用标准化的形状和尺寸，以满足试验要求。通常情况下，试样的尺寸为10mm x 10mm x 55mm，即长宽比为1:1，长度为55mm。 在试样准备完成后，需要将试样固定在夏比冲击试验装置上。夏比冲击试验装置通常由一根垂直的冲击杆和一个底座组成。将试样的一端固定在底座上，另一端与冲击杆接触。 接下来，为了施加冲击载荷，需要将冲击杆自由落体地撞击试样。冲击杆的质量和高度需要根据试样的材料特性和试验要求进行合理选择。常用的冲击杆质量为1kg或2kg，高度为200mm或150mm。 在进行冲击试验之前，需要测量试样的初始长度。可以使用卡尺或光学测量仪等精确测量工具进行测量。将测量结果作为试样的初始长度。 然后，开始进行夏比冲击试验。通过释放冲击杆，使其自由落体撞击试样的另一端。试样在冲击力的作用下会发生塑性变形和可能的破坏。

试验完成后，需要测量试样的最终长度。同样可以使用卡尺或光学测量仪等工具进行测量。将测量结果作为试样的最终长度。 根据试样的初始长度和最终长度，可以计算出试样的夏比冲击韧性指标。夏比冲击韧性指标是通过公式夏比韧性=冲击能量/试样横截面面积来计算的。冲击能量可以根据冲击杆的质量和高度计算，试样横截面面积可以根据试样的尺寸计算。 除了评估试样的夏比韧性指标外，还需要观察试样在冲击过程中的破坏形态。常见的破坏形态有断口形貌、拉裂等。通过观察破坏形态，可以进一步分析金属材料的抗冲击性能。 综上所述，金属夏比冲击试验方法是一种评估金属材料抗冲击性能的方法。它通过施加冲击载荷并观察试样的破坏形态和性能指标来评估金属材料的韧性和抗 冲击性能。

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。

夏比冲击试验报告

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p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p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p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p尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑p无与缺口轴线平行的明显划痕。 图1-2 冲击试样 五p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-cosα) (1-1) 冲断试样后，摆锤在C处所具有的势能为：

E1=Gh=GL(1-cosβ)。(1-2) 势能之差E-E1,即为冲断试样所消耗的冲击功AK: AK=E-E1=GL(cosβ-cosα) (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p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AKU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p实验结果处理 1.计算冲击韧性值αKU. AKU αKU =S02 (J/cm) (1-4) 式中,AKU为U型缺口试样的冲击吸收功(J); S0为试样缺口处断面面积(cm2)。 冲击韧性值αKU是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸p缺口形状p试验温度等的变化而不同。 2.比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸收的功。观察破坏断口形貌特征。 八p思考题

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。 h L G H 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的应用研究

金属材料夏比冲击试验的应用研究 夏比（Charpy）冲击试验是评价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试验方法。它是一种传统力学性能试验方法，用于评价金属材料冲击韧性，其特点是试验时间短，试样加工简便，试验数据对冶金缺陷、材料组织结构等敏感，具有广泛的应用空间。该方法在材料生产、加工工艺及机器零部件的检验上积累了许多经验，并将其成功地应用在以下方面：①检验材料质量；②提供判断依据； ③评定材料缺口敏感性和时效敏感性；④建立经验公式。 1 夏比冲击试验概述 1.1 夏比试验标准的基本构成 关于夏比冲击试验标准各个国家之间存在一定差异，本文重点分析了美国的ASTM标准、日本的JIS标准和中国的GB，其基本构成简述如下： 美国的钢产品冲击试验标准的组成部分包括ASTM E23-06、ASTM A673/673M-07和ASTM A370-07[4-6]。其中E23-06包括冲击试验机的检定规程、冲击试验方法；A370-07的冲击试验部分包括冲击试样的部分取样位置要求、冲击试验机的检定要求和钢产品的冲击试验方法；而A673/673M-07规定钢产品的冲击试样取样位置要求和试验频率。通常ASTM标准均有公制单位版本和英制单位版本，标准号后的M表示公制单位版本。 日本的钢产品冲击试验标准的组成部分包括JIS B 7722和JIS Z2242-2005，分别规定了日本的试验方法和钢产品冲击取样[2，3]。 中国的钢产品冲击试验标准组成部分包括GB/ T2975-1998、GB/T229-2007和JJ G145-2007。其中，GB/ T2975-1998规定了冲击试样的取样位置，GB/T229-2007是冲击试验方法，JJ G145-2007是冲击试验机的检定规程。在中国航空工业标准HB5144-96中对于航空用金属材料的夏比冲击试验也做了相应的行业规定，其试验标准是

材料的冲击试验实验报告

材料的冲击试验 实验内容及目的 1、测定低碳钢、铸铁和中碳钢的冲击性能指标；冲击韧度a k 2、比较低碳钢与铸铁的冲击性能指标和破坏情况 3、掌握冲击实验方法及冲击试验机的使用 实验材料和设备 低碳钢、中碳钢、铸铁、冲击试验机、游标卡尺 试样的制备 按照国家标准GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为并开有或深的形缺口的冲击试样（图1）以及张角深的形缺口冲击试样（图2）。如不能制成标准试样，则可采用宽度为或等小尺寸试样，其它尺寸与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。冲击试样的底部应光滑，试样的公差、表面粗糙度等加工技术要求参见国家标准GB/T229—1994。 （a）（b） 图1 夏比U形冲击试样 5 （a）深度为mm 2；（b）深度为mm 图2 夏比V形冲击试样 实验原理 实验室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，然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度H1，使其获得一定的位能mgH1，释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的势能为mgH1-mgH2。如果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: A k=mg(H1-H2)。 A k的具体数值可直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位为J，将冲击吸收功A k除以试样缺口底部的横截面积SN（cm2），即可得到试样的冲击韧性值a k。 （a）(b) 图3 冲击实验的原理图 （a）冲击试验机的结构图（b）冲击试样与支座的安放图

实验过程 1、了解冲击试验机的操作规程和注意事项。 2、测量试样的尺寸 3、按“取摆”按钮，摆锤抬起到最高处，并销住摆锤，同时将试样安放好 4、按“退销”按钮，安全销撤掉。 5、按“冲击”按钮，摆锤下落冲击试样。 6、记录冲断试样所需要的能量，取出被冲断的试样。 实验数据的记录与计算 思考题 1、为什么冲击试样要有切槽？ 答：试件中间的可刻槽处有应力集中，并处于不利的三向拉应力状态，呈脆性断裂破坏。目的是模拟工程中实际构件有截面变化、沟槽、螺纹、螺孔等承受冲击的不利情况。 2、比较低碳钢与灰铸铁的冲击破坏特点。 答：低碳钢和铸铁在冲击荷载作用下表现的性能和破坏特征: 1)低碳钢的拉伸过程可以分为弹性变形、屈服、强化和缩颈断裂四个阶段； 而铸铁在断裂之前只发生弹性变形。 2)低碳钢的拉伸断口可分为纤维区、放射区和剪切唇三部分组成，而铸铁 的拉伸断口为正断。 3)低碳钢和铸铁相比较，试样尺寸相同，但低碳钢的冲击吸收功远远大于 铸铁。

夏比冲击试验

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（夏比冲击试验）、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。 夏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