夏比冲击试验标准

夏比冲击试验标准

一、试验原理

夏比冲击试验是一种用于评估材料在冲击载荷下的性能的试验方法。该试验通过在材料上施加一定能量的冲击，然后测量材料在冲击过程中的变形和断裂情况，以评估材料的抗冲击性能。

二、适用范围

夏比冲击试验适用于各种金属材料和非金属材料的冲击性能评估。特别适用于评估材料在极低温度下的冲击性能。

三、试验设备及材料

1. 试验设备：夏比冲击试验机，包括冲击摆锤、试样支座、能量吸收器等部件。

2. 材料：待测试的材料样品，应按照标准要求制备。

四、试验步骤

1. 准备样品：按照标准要求制备待测试的材料样品，确保样品表面平整、无缺陷。

2. 安装样品：将样品放置在试样支座上，确保样品与支座接触良好。

3. 调整冲击摆锤：根据待测试材料的性质和试验要求，选择合适的摆锤质量和冲击速度，调整冲击摆锤的位置和高度。

4. 冲击试验：启动冲击试验机，使摆锤自由落下，冲击样品。

5. 记录数据：记录冲击过程中的变形和断裂情况，包括冲击功、冲击韧性、断裂韧性等参数。

五、结果及试验报告

1. 结果分析：根据试验数据，对材料的冲击性能进行评估，比较不同材料之间的性能差异。

2. 试验报告：撰写试验报告，包括试验目的、设备及材料、试验步骤、结果分析等内容。报告中还应包括图表和数据表格，以便更直观地展示试验结果。

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

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

低温钢材的韧性要求

低温钢材的韧性要求 （1）试验方法 低温压力容器及其受压元件所采用的钢材，必须进行低温夏比（V形缺口）冲击试验。 钢材的冲击试验方法，应符合GB 4159《金属低温夏比冲击试验方法》的有关规定。冲击试样按GB 2106《金属夏比V形缺口冲击试验方法》规定的 10mm×10mm×55mm标准试样。若无法制备标准试样时，也可采用 7.5mm×10mm×55mm、5mm×10mm×55mm的小尺寸试样，小尺寸试样的试样宽度一般应不小于钢材名义厚度的80%。试样的缺口应沿厚度方向（棒材沿径向）切取，并以3个试样为1组。 （2）取样规则 根据需要，钢材可按批进行冲击试验取样，其分批要求及试样截取应遵循以下规定。 ①钢板每批钢板由同一牌号、同一炉罐号、同一规格和同一热处理制度组成。每批钢板质量按厚度分类：6-16mm钢板应不大于15t；大于16mm钢板应不大于25t。每批取1组试样，试样方向为横向。 ②钢管每批钢管由同一牌号、同一炉罐号、同一规格和同一热处理制度组成。每批钢管按直径分类： 外直径大于351mm的钢管每批不超过50根；外直径小于或等于351mm 的钢管每一批不超过200根。在每批中的任意两根钢管上各取1组试样。 用于制造容器圆筒，且厚度大于16mm的钢管，按批抽10%，且不少于两根，每根取1组试样。 取样位置应靠近钢管内壁，一般为纵向，对大直径厚壁管可沿切向取样。缺口应沿厚度方向切取。

③锻件按照JB 4727《低温压力容器用碳素钢和低合金锻件》规定的取样数 量和取样部位切取试样。 ④钢棒每批钢棒由同一牌号、同一炉罐号、同一尺寸、同炉热处理组成。在经最终热处理的每批钢棒中任选两根，各取1组试样。试样方向为纵向，试样的纵轴应尽量位于钢棒半径的处。 （3）试验温度 低温压力容器用钢的冲击试验温度必须小于或等于容器或其受压元件的设计温度。当容器或其受压元件使用在低温应力工况时，钢材的冲击试验温度必须小于或等于调整后的设计温度。 （4）冲击功指标 钢材试验温度下的冲击功指标，按钢材标准规定的最低抗拉强度确定，具体要求必须满足表13-4的规定。小试样的冲击功指标根据试样宽度按比率缩减。 表13-4低温夏比（V形缺口）冲击试验最低冲击功规定值 钢材标准的最低抗拉强度 σb/Mpa ≤4503个试样的冲击功平均值钢材标准的最低抗拉 (10mm×10mm×55mm) 18强度σb/Mpa ＞515-6503个试样的冲击功平均值(10mm×10mm×55mm)27＞450-51520奥氏体钢焊接接头区31注： 1、试验温度下3个试样的冲击功平均值不得低于表中规定；其中单个试样的冲击功可小于平均值，但不得小于平均值的70%。

第六章 金属夏比冲击试验

第六章金属夏比冲击试验 工程中，还有许多机件是快速加载即冲击载荷及低温条件下工作的，如：汽车在凸凹不平的道路上行驶；飞机的起飞和降落；材料的压力加工等；其性能将与常温、静载的不同。金属材料在使用过程中除要求足够强度和塑性外，还要求有足够的韧性。 一.韧性的定义：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。 二.韧性的分类：分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性。 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）的试验方法。 缺口 冲击载荷使塑性变形得不到充分发展，更灵敏地反映材料的变脆倾向。 降低温度（脆断趋势） 三.夏比冲击试验的优缺点：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件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。 四.夏比冲击试验的主要用途： 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。

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。

BS EN ISO 148-1-2010 中文版

ISO 148-1-2010 金属材料夏比摆锤冲击试验第1部分：试验方法 1 范围 本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（V型和U型缺口试样）。 本标准不包括仪器化冲击试验方法，这部分内容在ISO 14556中规定。 2术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1 能量 2.1.1初始势能（势能） K p 冲击试验中，摆锤势能释放前的势能与冲击试验时其势能的差值，为试验机直接测定的值。 2.1.2 吸收能量 K 对摩擦校正后，摆锤冲击试验仪破坏试样所需要的能量。 注：用字母V和U表示缺口几何形状，即KV或KU。用下标数字2或8表示摆锤刀刃半径，例如KV2。 2.2试样 根据试样在试验机支座上的试验位置，使用下列的术语（见图1）： 2.2.1高度 h 开缺口面与其相对面之间的距离。 2.2.2宽度 w 与缺口轴线平行且垂直于高度方向的尺寸。 2.2.3 长度 l 与缺口方向垂直的最大尺寸。 3 符号和缩略语 本标准使用的符号见表1和表2及图2。 表1 符号、名称及单位

4 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，使用第5、6和7章的条件，用摆锤一次打断试样，测定试样的吸收能量。 由于大多数材料冲击值随温度变化，因此试验应在规定温度下进行。当不在室温下试验时，试样必须在规定条件下加热或冷却，以保持规定的温度。 5试样 5.1 一般要求 标准尺寸冲击试样长度为55 mm，横截面为10 mm×10 mm方形截面。在试样长度中间有V型或U型缺口，分别见5.2.1和5.2.2规定。 如试料不够制备标准尺寸试样，可使用宽度7.5 mm、5 mm或2.5 mm的小尺寸试样（见图2和表2）。 注：对于低能量的冲击试验，因为摆锤要吸收额外能量，因此垫片的使用非常重要。对于高能量的冲击试验并不十分重要。应在支座上放置适当厚度的垫片，以使试样打击中心的高度为5 mm（相当于宽度10 mm标准试样打击中心的高度）。 试样表而粗糙度Ra应优于5 μm，端部除外。 对于需热处理的试验材料，应在最后精加工前进行热处理，除非已知两者顺序改变不导致性能的差别。 5.2缺口几何形状 对缺口的制备应仔细，以保证缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹。 缺口对称面应垂直于试样纵向轴线（见图2）。 5.2.1 V型缺口 V型缺口应有45o夹角，其深度为2 mm，底部曲率半径为0.25 mm [见图2a）和表2]。 5.2.2 U型缺口 U型缺口深度应为2 mm或5 mm（除非另有规定），底部曲率半径为1 mm [见图2b）和表2]。 5.3试样尺寸及偏差 规定的试样及缺口尺寸与偏差在图2和表2中示出。 5.4试样的制备 试样制备过程应使由于过热或冷加工硬化等过程而改变材料冲击性能的影响减至最小。 5.5试样的标记 试样标记不应标在与支座、砧座或摆锤刀刃接触的面上，并避免塑性变形和表面不连续性对冲击吸收能量的影响（见7.7）。 6试验设备 6.1 一般要求 所有测量仪器均应溯源至国家或国际标准。这些仪器应在合适的周期内进行校准。 6.2安装及检验 试验机应按ISO 148-2进行安装及检验。 6.3摆锤刀刃 摆锤刀刃半径应为2 mm和8 mm两种。建议用符号的下标数字表示，如KV2或KV8。 摆锤刀刃半径的选择应参考相关产品标准。 注：对于低能量的冲击试验，一些材料用2 mm和8 mm摆锤刀刃试验测定的结果有明显不同，2 mm摆锤刀刃的结果可能高于8 mm摆锤刀刃的结果。 7试验程序 7.1 一般要求

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V型冲击试验的尺寸效应及工程应用

夏比Ｖ型冲击试验的尺寸效应及工程应用 夏比V型冲击试验广泛应用于钢制品的质量检验并形成了规范，用以评价材料（或构件）的冶金质量，特别是规定温度下材料的抗断裂能力。试验通常采用尺寸为10mm×10mm×55mm的标准试样，将试验结果与技术要求值进行比较后，可以判断材料是否合格。当工件受尺寸限制，不能制备标准试样时，可采用非标准小尺寸试样，且各标准或规范给出了采用小尺寸试样时要求值按有效截面积折算的方法。然而，工程实践中这样的折算方法时常被“泛化”，被误认为小尺寸试样与标准试样之间始终存在着比例关系。为此，笔者以Q245R钢板为研究对象，对不同尺寸的试样在不同温度下进行了夏比V型冲击试验，研究了夏比V型冲击试验的尺寸效应问题，同时对小尺寸试样在工程应用中主流标准处置方法以及方法之间差异等问题进行了探讨，以期为相关人员提供参考。 1 试样制备与试验方法 1.1 试样制备 试验材料为正火态Q245R钢板，钢板厚度为25mm，其化学成分（质量分数/%）为0.19C,0.28Si,0.64Mn,0.01P, 0.004S,0.05Al,0.001Nb,0.014Ti,0.002V；该钢板的显微组织为铁素体+珠光体，晶粒度为7.5级。

沿钢板横向取样，试样轴线位于钢板1/2处，V型缺口垂直于钢板表面，试样表面采用磨床磨光，缺口采用专用成形铣刀加工，缺口底部高度为（8±0.025)mm，在投影仪下50倍放大检查，加工质量需符合GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》的要求。试样共制备5组，第1组为10mm×10mm×55mm标准试样（以下简称为标准试样）72个；第2～4组分别为7.5 mm×10mm×55mm,5 mm×10 mm ×55 mm,2.5mm×10mm×55mm非标准小尺寸试样（以下分别简称为7.5,5,2.5mm小尺寸试样）各72个；第5组为取自钢板不同部位的厚度为5,2.5mm小尺寸试样各18个。 1.2 试验方法 将上述第1～4组试样每组分成8份，每份9个试样，按GB/T 19748-2005《钢材夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法》分别在-80,-60,-40,-30,-20,0,20,40℃共8个温度下采用RKP450型冲击试验机对每份试样进行冲击试验。第5组两种试样各分为2份，一份在砧座上加装垫片，另一份砧座上不加装垫片，在室温下采用RKP450型冲击试验机进行冲击试验，这样一方面评估试验材料冲击韧度的均匀性，另一方面评估试样尺寸改变后，摆锤打击中心的微小变化对于试验结果的影响。

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

EN 10045冲击破坏试验

英国标准 金属材料夏比缺口冲击试验 ——第一部分：实验方法（V型和U型缺口） 1 主体内容和应用范围 1.1 这个欧洲标准描述的是金属材料夏比缺口冲击试验（V型和U型缺口），针对特定的金属材料及其应用，夏比冲击试验规定了相应的标准和要求。 2 标准引用 ISO 286-1-1988，ISO 公差与配合—第一部分：通用偏差和公差。 EN 10045-21），金属材料夏比冲击试验—第二部分：摆锤式冲击试验机。 3 试验原理 用规定高度的摆锤对处于简支梁状态的缺口试样进行一次性打击，测量试样折断时的冲击吸收功。 4 术语 标准里使用的术语在表1，图1和图2中列出。 表1-术语及定义

5 试样 5.1 试样的数量和位置应该根据相关产品的标准选取。 5.2 标准试样的长度为55mm，横截面为10mm的正方形，在试样长度正中间有一个切口，有两种切口类型。 a. 45°V型切口，2mm深，切口根部的曲率半径为0.25mm。 如果没有合适材料的标准试样，可以选用小截面的试件，其截面宽度为7.5mm或5mm （见表2），在较窄面上开切口。 b. U型切口，5mm深，切口根部曲率半径为1mm。 试样的所有面都要进行机加工，精密铸造件除外，与切口对称平面平行的两个平面部可以不加工。 5.3 切口的对称面应该与试样的轴线垂直。 5.4 试样的尺寸公差在表2中给出。 5.5 除了表2中列出的试样厚度之外，相关标准中也规定了与零件相同厚度的试样。 5.6 机加工要保证试样冷加工或热处理时的变形最小，用眼睛观察，切口上没有擦痕，切口与其基面平行。 试样上的标记可以标记在除接触面或切口面之外的任何其他平面上，而且距离切口至少要5mm，以避免标记带来的负面影响。 6 测试设备 6.1 设备的安装与制造应该满足钢性要求，具体可以根据欧洲标准10045-2进行。 测试设备的主要特征参数见表3。 6.2 标准测试条件下的打击能量为300±10J，而且要使用标准尺寸的试样。这种情况下的吸收功通过下面符号定义： KU－Ｕ型切口标准式样的吸收功； KV－V型切口标准式样的吸收功； 举例： KV＝121J，表示了： —名义能量为300J； —标准V型切口试样； —破坏时的吸收功为:121J。

焊接接头冲击试验方法GB2650-1989

焊接接头冲击试验方法 1主题内容与适用范围 本标准规定了金属材料焊接接头的夏比冲击试验方法，以测定试样的冲击吸收功。 本标准适用于熔焊和压焊对接接头。 2引用标准 GB2649 焊接接头机械性能试验取样方法. GB2106 金属夏比（V型缺口）冲击试验方法. GB229 金属夏比（U型缺口）冲击试验方法. GB4159 金属低温夏比冲击试验方法. 3试样及其制备 3.1本标准规定以10mm×10mm×55mm带有V型缺口的试样为标准试样。试样的尺寸及 偏差应符合图1的规定。试样缺口底部应光滑不得有与缺口轴线平行的明显划痕。进行仲裁试验时，试样缺口底部的粗糙度应低于Ra0.8μm。

图1 V型缺口试样 根据技术条件规定，允许采用带有U型缺口的辅助试样，试样的尺寸偏差应符合附录A中图A 1的规定。 根据技术条件规定或在无法切取标准试样的情况下，允许采用辅助小尺寸试样，见附录B中图B1和图B2。 3.2试样应采用机械加工或磨削方法制备，应防止加工表面的应变硬化或材料过热。 3.3试样的标记不应影响支座对试样的支承，也不得使缺口附近产生加工硬化。一般应标记在试样的端面、侧面或缺口背面距端面15mm以内，但不得标在支承面上。 3.4 试样缺口处若发现有肉眼可见的气孔、夹渣、裂纹等缺陷时，则不能用该试样进行试验。 4 样坯的截取和试样缺口的方位

4.1试件的制备和样坯的截取应符合GB2649规定。 4.2试样缺口按试验要求可分别开在焊缝、熔合线或热影响区。 4.3试样的缺口轴线应当垂直焊缝表面，如图2所示。 图2 试样缺口方向示意图 4.4试样的焊缝、熔合线和热影响区的缺口位置分别如图3、图4和图5所示。 开在热影响区的缺口轴线与熔合线的距离t由产品技术条件规定。 图3 开在焊缝的缺口位置

启裂抗力 夏比冲击试验

启裂抗力夏比冲击试验 1. 引言 启裂抗力是指材料在受到外力冲击时的抵抗能力。夏比冲击试验是一种常用的测试方法，用于评估材料的启裂抗力。本文将介绍夏比冲击试验的原理、步骤以及其在材料研究和工程应用中的重要性。 2. 夏比冲击试验原理 夏比冲击试验是通过将一定质量和速度的锤头自由落下，撞击样品表面，然后测量样品上产生的裂纹长度或者破坏面积来评估材料的启裂抗力。该试验基于夏比公式，即： E=m⋅g⋅ℎA⋅d 其中，E为夏比指数，m为锤头质量，g为重力加速度，ℎ为锤头自由落下高度，A 为样品断面积，d为样品上产生裂纹的长度或者破坏面积。 3. 夏比冲击试验步骤 3.1 实验准备 •准备好需要测试的材料样品。 •根据试验要求，选择合适的锤头质量和自由落下高度。 •准备好测量裂纹长度或者破坏面积的设备。 3.2 进行试验 1.将样品固定在测试台上，保证样品表面平整且与锤头垂直。 2.调整锤头质量和自由落下高度到合适的数值。 3.记录锤头质量、自由落下高度以及样品断面积等实验参数。 4.让锤头自由落下撞击样品表面，产生裂纹或者破坏。 5.快速测量裂纹长度或者破坏面积。 3.3 数据处理与分析 1.根据实验记录计算夏比指数E。 2.将得到的数据与其他样品或不同条件下的数据进行比较分析。 4. 夏比冲击试验在材料研究中的应用 夏比冲击试验是评估材料启裂抗力的重要方法，在材料研究中有广泛应用。

首先，夏比冲击试验可以用于材料筛选。通过对不同材料进行夏比冲击试验，可以评估材料在受冲击载荷下的启裂抗力，从而选择最适合特定工程应用的材料。 其次，夏比冲击试验可以用于材料性能研究。通过改变材料的组成、结构或者处理方式等因素，可以对不同样品进行夏比冲击试验，并比较分析得到的数据，从而研究这些因素对材料启裂抗力的影响。 此外，夏比冲击试验还可以用于质量控制和产品检测。通过对生产过程中得到的样品进行夏比冲击试验，可以评估产品的质量，并及时发现可能存在的问题。 5. 夏比冲击试验在工程应用中的重要性 夏比冲击试验在工程应用中具有重要意义。 首先，夏比冲击试验可以帮助工程师评估和选择合适的材料。不同工程应用对材料启裂抗力有不同要求，通过夏比冲击试验可以确定最适合特定工程应用的材料。 其次，夏比冲击试验可以帮助优化产品设计。通过对不同设计方案进行夏比冲击试验并分析结果，可以提前发现和解决潜在的问题，从而改进产品设计，提高产品性能。 此外，夏比冲击试验还可以用于事故分析和故障排除。当工程系统发生意外事故或者故障时，通过对相关材料进行夏比冲击试验可以帮助确定事故原因，并采取相应的修复措施。 结论 夏比冲击试验是一种常用的评估材料启裂抗力的方法。本文介绍了夏比冲击试验的原理、步骤以及其在材料研究和工程应用中的重要性。夏比冲击试验可以帮助评估和选择合适的材料，优化产品设计，并用于事故分析和故障排除。在实际应用中，我们需要根据具体需求进行合理设计和执行夏比冲击试验，并结合数据分析结果进行合理判断和决策。

金属材料夏比缺口冲击试验测定结果不确定度评定

金属材料夏比缺口冲击试验测定结果不 确定度评定 前言：测量不确定度用于描述测量结果的可疑程度。不确定越小，测量结果 越高。JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》是测量中评定与表示不确定 度的一种通用规则，适用于各种准确度等级的测量领域。为使冲击功检测结果更 可靠准确，本人对金属夏比冲击试验测量结果不确定度进行了以下评定。 1.实验条件被测量对象 1）测量方法GB/T 229—2007《金属夏比缺口冲击试验方法》 2）评定依据：JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》 3）试验条件：室温28℃ 4）使用仪器:JB30B吴忠摆锤式冲击试验机，冲击刀刃R=2mm 5）测量过程：按照GB/T 229—2007进行试验，标准试样冲击 值为28.6J,80.9J,127.0J和224 J每个能量组别使用5个试样，测量试样冲击功。 2.数学模型和输入量A类不确定度评定 2.1 试样重复测量引起的分量评定 1）标准试样进行试验冲击值水平为28.6J ,80.9J,127 J和224 J每个能量 组别使用5个试样，各得到一个测量值见表1. 2）每个能量组别使用5个试样，各得到一个测量值，实验标准偏差采用A 类方法进行评定，按照JJF1059—1999推荐的极差法进行计算。查表n=5时， c=2.33，实验标准差按式（1）计算，结果见表1.

= (1) 式中，R为极差（测量结果中的最大值与最小值之差），C为极差系数。平均值按公式(2)计算，计算结果见表1 (2) 表1 测量结果和标准偏差 标准偏 差 3）试样测量重复性所引起的标准不确定度分量的评定

根据GB/T 229—2007，对每个能量水平都采用了3次测量的平均值来报测量结果，按均匀分布，根据JJF 1059—1999要求，其标准不确定度按公式（3）计算，计算结果见表（2）。 表2 试样测量重复性引起的标准不确定度分项 2.2 标准试样检定的平均值的标准不确定项的评定 按照JJF 1059—1999推荐的方法，5个标准冲击式样检定平均值不确定度按公式（4）计算计算结果见表3 表3—标准试样检定时平均值的标准不确定度分项 3.数学模型和输入量B类不确定度的评定