金属材料夏比摆锤冲击试验方法
金属夏比缺口冲击试验 操作规程
更换通知编号：更2019-11-211部门检测中心共1页第1页产品代号/ 文件名称金属材料夏比摆锤冲击试验操作规程更换实施日期零件代号/ 图号TM 03.2 (CA)-214-2019更换标记及处数/更换原因更新换版在制品处理/ 更换前更换后发往部门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，版本号为：01/0，共6页。
检测中心2份（1份为新发）作废生效备注编制标准化审核批准TMTM 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编制：审核：批准：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 methodISO 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 Materials3 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。
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发表时间：2020-06-02T12:20:04.037Z 来源：《基层建设》2020年第4期作者：陈红霞郝彦芳赵红云[导读] 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。
德龙钢铁有限公司河北省邢台市邢台县 054009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。
金属材料夏比摆锤冲击试验方法介绍
二、GB/T229-2007解读
冷却介质温度在规定温度±1℃内，液体介质保温时间至少为 5min，气体介质至少为20min。 液体介质中利用网栅存放试样，网栅至少高于容器底部25mm，液 体浸过试样的高度至少为25mm，试样据容器侧壁至少10mm，连 续均匀搅拌介质使温度均匀。 气体介质应注意试样据低温装置内表面及试样间保持足够的距离。 高温冲击试验： 低于200℃时在规定温度±2℃内保温至少10min； 低于200℃时在规定温度±5℃内保温至少20min；
二、GB/T229-2007解读
四、符号
二、GB/T229-2007解读
五、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。 由于大多数材料的冲击值随温度变化，因此试验应在规定温 度下进行。
• 高温冲击试验 • 低温冲击试验 • 室温冲击试验
试验报告 必要内容 • • • • • • • 可选内容
标准编号； • 试样相关资料； • 缺口类型； • 试样尺寸； • 试验温度； • 吸收能量类型KV2，KU8等； • 影响试验的异常情况。
试样取向 试验机标称能量 纤维面积 侧膨胀值 转变温度 未完全断裂试样数
二、GB/T229-2007解读
我公司冲击试验机： •JBW-500GD屏显式冲击试验机 •ZBC系列微机式金属摆锤冲击试验机
二、GB/T229-2007解读
我公司冲击试验机： •ZBC系列微机式金属摆锤冲击试验机
二、GB/T229-2007解读
八、试验程序 一般要求: 试验前检查砧座跨距，保持在40+0.2mm以内； 试验前检查摆锤空打时的回零差或空载能耗(±0.1%)； 试样紧贴试验机砧座，锤刃沿缺口对称面打击缺口背向，试样缺口 对称面偏离两砧座间的中点不应大于0.5mm。 试验温度： 应在规定温度±2℃内试验，如对温度没有规定，应在23±5℃ 范围进行。严格了室温冲击温度适用范围。
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之一。
该方法通过对金属材料在冲击载荷下的响应进行测试，以评估其抗冲击性能和韧性。
以下将详细介绍夏比摆锤冲击试验方法的原理、操作步骤和结果分析。
一、原理夏比摆锤冲击试验方法是基于能量守恒定律和动量守恒定律的原理进行设计的。
夏比摆锤试验装置由一个具有一定质量的摆锤和一个固定的试样支架组成。
试样支架上固定有待测金属材料的试样，摆锤则被释放从一定高度自由落下，击中试样并产生冲击载荷。
试样在冲击载荷下发生变形和破坏，同时摆锤的能量也发生一定程度的损失。
二、操作步骤1. 选择合适的试样尺寸和准备试样。
根据所需测试的金属材料以及试验要求，确定试样的尺寸和形状，并进行必要的加工和制备。
2. 将试样固定在试样支架上。
确保试样在固定时不发生位移或松动。
3. 将摆锤提升到一定高度，调整好试样支架的位置。
4. 释放摆锤，使其自由落下并击中试样。
确保摆锤的自由落下轨迹垂直于试样表面，避免产生偏斜或偏离。
5. 观察和记录试样在冲击载荷下的变形和破坏情况。
可以使用高速摄像机等设备对试验过程进行记录，以便后续的分析和评估。
6. 重复进行多次试验，以获取更加准确和可靠的结果。
三、结果分析根据试验过程中观察到的试样变形和破坏情况，可以对金属材料的冲击性能和韧性进行评估。
常见的评估指标包括冲击强度、断裂能量和断口形貌等。
通过对不同金属材料进行夏比摆锤试验，并比较其试验结果，可以判断金属材料在冲击载荷下的抗冲击能力和韧性水平。
需要注意的是，在进行夏比摆锤试验时，应注意以下几点：1. 选择合适的试样尺寸和形状，以确保试样能够代表实际应用中的受力情况。
2. 控制摆锤的释放高度和试验条件，以确保试验的可重复性和可比性。
3. 注意试样的安全性，避免在试验过程中发生意外事故。
4. 结合试验结果和金属材料的实际应用情况，进行合理的分析和评估。
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，通过对金属材料在冲击载荷下的响应进行测试，能够评估其抗冲击性能和韧性。
金属材料夏比摆锤冲击试验方法介绍资料
一、夏比摆锤冲击试验简介
缺口效应主要产生以下两方面影响： 1.在缺口根部引起应力集中，并改变缺口前方的应力状态；
2.使塑性材料强度提高，塑性降低，即所谓的“缺口强化”。
需要指出的是，缺口强化并不是金属内在性能发生变化，纯粹是由于三向 拉伸应力约束了塑性变形所致。
无论是脆性材料还是塑性材料，其机件上的缺口都因造成两向 或三向应力状态和应力应变集中而产生变脆倾向，降低了使用 的安全性。
一、夏比摆锤冲击试验简介
夏比冲击试验结果分散性相对大的原因来自两方面： •试验因素； •材料结构。 从试验角度看，由于冲击试验是在动态力作用下进行的， 因此影响试验结果正确性和分散性的因素很多，试验方法标准 化的目的就是对各种影响冲击试验结果的因素进行限定，以得 到准确的和可比较的试验结果。
二、GB/T229-2007解读
一、夏比摆锤冲击试验简介
冲击试验
一种动态力学性能试验，主要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。(加载速度) 冲击试验机（摆锤式和落锤式） ：手动冲击试验机、半自动冲击试验机、全自 动冲击试验机。 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（charpy）操作简单，应用最广。 在工程上主要是用它评定冶金质量和加工工艺质量，以及测定韧脆性转变温度。 为表征加载速率和缺口效应对金属材料韧性的影响，需要进行缺口试样的冲击弯 曲试验。
二、GB/T229-2007解读
试验保温介质
试验温度,℃ >200 200～>35 <10～0
介质 空气加热 高温油 水+冰
0～-70
-70～-105 -105～-192
乙醇+干冰
金属材料夏比摆锤冲击试验方法
将摆锤释放：使其以设定的初速度撞击 试样
记录冲击过程中的能量损失率或吸收能 量
重复以上步骤：对多个试样进行冲击试 验，以获得更准确的结果
通过对试验结果进行分析，可以评估金属材料的冲击韧性。常用的评价指标包括
吸收能量：通过测量摆锤撞击试样前后 的能量损失来计算吸收能量。该值越大 ，材料的冲击韧性越好
尺寸：试样的尺寸应符合标准规定，通 常为标准尺寸或根据需要定制
形状：试样的形状应为简单的几何形状 ，如矩形、圆形等
表面质量：试样的表面应平整、光滑， 无划痕、裂纹等缺陷
热处理状态：试样应处于标准热处理状 态，以保证其力学性能稳定
在进行夏比摆锤冲击试验时，应按照以下步骤进行操作
将试样固定在支撑座上：确保试样稳定 不滑动
1 引言 3 试验设备 5 试验操作
2 试验原理 4 试样制备 6 结果分析
1
2
3
4
金属材料是现代工 业、交通、建筑和 国防等领域的重要
基础材料
在各种金属材料中， 冲击韧性是一个重 要的力学性能指标
夏比摆锤冲击试验 是测量金属材料冲 击韧性的常用方法
之一
该试验方法具有操 作简便、测量准确、 重复性好等优点， 广泛应用于金属材 料的性能检测和质
延伸率：通过测量试样在冲击过程中的 变形量来计算延伸率。该值越大，材料 的塑性变形能力越强
断口形貌：通过观察试样断口的形貌特 征来分析断裂机制。不同材料的断口形 貌可能具有不同的特征
01
通过对以上指标的 综合分析，可以对 金属材料的冲击韧
性进行全面评估
02
同时，还可以结合其他力学性 能指标(如抗拉强度、屈服强 度等)进行综合评价，为金属 材料的应用提供更全面的依据
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。
金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》方法验证报告
方法名称：金属材料夏比摆锤冲击试验方法
方法来源：GB/T 229-2007
分析项目：金属材料夏比摆锤冲击试验
验证实验室：XXXX科技有限公司检测中心
2014年4月15日
一、方法概述:
1.适用范围
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GB/Ｔ19748-2005《金属材料仪器化夏比冲击试验方法》中规定。
2.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。
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。
二、可接受标准：
6次重复试验的重复性小于５%。
三、人员情况
表3－1人员上岗培训情况登记表
注：参加验证人员需要熟悉仪器结构、原理，熟练操作仪器，能独立完成整个分析过程。
四、仪器设备情况
表4-1使用仪器情况登记表
五、标样情况
5-1使用所有标准物质登记表
表
六、实验记录（见附件）
七.方法验证结果分析
表7-1 实验结果
从上述检测结果分析可知，用标准试样重复实验６次的重复性小于５%，本检测中心能够正确使用GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》。
金属材料冲击试验
金属材料冲击试验金属材料的冲击试验是评估金属材料在受到外部冲击或撞击时的抗冲击性能的重要手段。
通过冲击试验，可以了解金属材料在受到冲击载荷时的变形、破裂行为，为工程设计和材料选择提供重要参考。
本文将介绍金属材料冲击试验的一般流程、常用试验方法和相关标准，以及一些注意事项。
一、冲击试验流程。
1. 试样准备，首先需要准备好符合标准要求的金属试样，通常是标准化的试样几何形状和尺寸。
试样的制备要求严格，以保证试验结果的准确性和可比性。
2. 试验设备准备，冲击试验常用的设备有冲击试验机和落锤式冲击试验机。
在进行试验前，需要对试验设备进行检查和校准，以确保试验的准确性和可靠性。
3. 试验参数设定，根据试验标准和试样特性，设定合适的试验参数，包括冲击能量、冲击速度等。
这些参数会直接影响试验结果，因此需要进行合理的选择和设定。
4. 进行试验，将试样装入冲击试验机中，根据设定的参数进行试验。
在试验过程中，需要对试样的变形、破裂情况进行观测和记录。
5. 数据分析，根据试验结果，进行数据分析和处理，得出试样的冲击性能参数，如冲击强度、冲击韧性等。
二、常用试验方法。
1. 夏比冲击试验，夏比冲击试验是一种常用的金属材料冲击试验方法，通过将冲击钢锥或冲击锤自一定高度自由落下，冲击试样表面，观察试样的变形和破裂情况，得出冲击性能参数。
2. 夏尔皮冲击试验，夏尔皮冲击试验是另一种常用的金属材料冲击试验方法，通过使用冲击试验机对试样进行冲击，观察试样的冲击行为和破裂形态，得出冲击性能参数。
3. 落锤式冲击试验，落锤式冲击试验是一种简单直观的冲击试验方法，通过使用落锤将试样冲击，观察试样的冲击响应和破裂情况，得出冲击性能参数。
三、注意事项。
1. 试样制备，试样的制备要求严格，需要按照标准要求进行制备，以保证试验结果的准确性和可比性。
2. 试验设备校准，在进行试验前，需要对试验设备进行检查和校准，以确保试验的准确性和可靠性。
3. 试验参数选择，合理选择试验参数对试验结果至关重要，需要根据试验标准和试样特性进行合理的选择和设定。
BS EN ISO 148 1 中文版【VIP专享】
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。
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。
3种金属材料夏比冲击试验方法标准分析及对比
PTCA (PARTA: PHVS.TEST.)_____________2■^标准化IX)I ： 10.11973 Ihjy->vl2()2102011 3种金属材料夏比冲击试验方法标准分析及对比宋秀文(大连大重检测技术服务有限公司，大连116031)摘要:从试验原理、试样要求、试验设备、试验程序、冲击试验结果处理及报告等方面对GB/T 229 —2007，EN ISO 148-1:2016,ASTM E23 —18等3个金属材料夏比冲击试验方法标准进行了 分析和对比。
结果表明：GB/T 229 —2007和EN ISO148-1:2016的内容基本相同；ASTM E23 —18冲击试验标准相比GB/T229 —2007和EN ISO 148-1:2016,在试样尺寸及设备尺寸公差 方面要求更为严格，相关的试验规定也更加详细。
关键词:夏比冲击试验；标准对比；试样要求；试验设备中图分类号：TG115 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2021)02-0045-04Analysis and Comparison of Three Charpy Impact Test MethodStandards for Metallic MaterialsSONG Xiuwen(Dalian Dazhong Testing Technology Services Co.* Ltd., Dalian 116031» China)A b strac t ：The Charpy impact test method standards for metallic materials (GB/T 229 — 2007, EN ISC)148-1 ： 2016 and ASTM E23 _18) were analyzed and compared from the aspects of test principle, sample requirements，test equipment，test procedures，impact test results processing and report. The results show that the contents of GB/T 229 — 2007 and EN ISO 148-1： 2016 are basically the same. Compared with GB/T 229~2007 and EN ISO 148-1:2016，ASTM E23~18 impact test standard has more stringent requirements on specimen size and equipment dimension tolerance，and the relevant test regulations are more detailed.K eyw ords：Charpy impact te st；standard comparison；sample requirement；test equipment工程机械中的许多零部件是在快速加载即冲击 载荷条件下工作的，如汽车在凸凹不平的道路上行 驶、飞机的起飞和降落等。
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。
第三章 金属夏比缺口冲击试验.
第四节 冲击试验操作方法
三、低温冲击试验操作要点
1 对于低温冲击试验，从冷却装置中取出的试 样温度会不断回升。当试样从冷地介质移出至打断 的时间在 2s 以内时（自动送样） ，无需附加过冷度。 当试样从低温介质中移出至打断的时间间隔为 3～ 5s 时 （人工送样） ， 则需附加过冷度。 我国标准方法 中对低温冲击试验中过冷度规定见表 3-5。
1 对比法
冲击试样断口纤维断面率 示意图见图3-10。 2 尺寸测量法 3 放大测量法 4 卡片测量法
第四节 冲击试验操作方法
六、侧膨胀值的测定
1侧膨胀仪测量法 2投影仪测量法 3游标卡尺测量法 图3-11中为一个打断为两截的冲击试 样断面， W是冲击试样原始宽度， A1、 A2、A3、A4分别为侧膨胀量。 如果A1＞A2 A3=A4 则侧膨胀值LE=A1+A3（或A4） 如果A1＞A2 A3＞A4 则侧膨胀值LE=A1+A3
I
第三章 金属夏比缺口冲击试验
第二节 冲击试样
二、冲击试样的取样方法
2、焊接接头冲击样坯的截取及缺口方向
d）热影响区冲击试样缺口 的位置如图3-7所示。缺口 轴线至试样轴线与熔合线 的交点的距离（S）大于零 ，且应尽可能多的通过热 影响区。
第法
第五节 冲击试验结果处理 及试验报告
第三章 金属夏比缺口冲击试验
第二节 冲击试样
二、冲击试样的取样方法
2、焊接接头冲击样坯的截取及缺口方向 其他焊接接头冲击试样的 取样方法应按GB 2649进行， 试样加工按GB 2650要求进行。 图3-9（a）、（b）和（c）分 别为焊缝金属冲击试样和熔 合线冲击试样和热影响区冲 击试样缺口位置示意图。应 该强调的是，熔合线和热影 响区冲击试样，在确定缺口 位置时，必须用低倍焊接接 头化学侵蚀方法确定熔合线 和热影响区的准确位置。 图3－9
金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定
金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定作者：丁淑兰来源：《价值工程》2014年第10期摘要：通过测量低合金高强度结构钢钢板的冲击吸收能量，分析钢板的冲击吸收能量测量的不确定度的来源，利用测量获得的实验结果及其他相关资料，评定测量结果的不确定度。
Abstract： 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.关键词：冲击试验；不确定度；评定Key words： impate test；uncertainty；evaluation中图分类号：TG115.5+6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0056-020 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。
金属材料夏比摆锤冲击试验方法
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前言
• 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） 的试验方法，按其服役工况有简支梁下的冲 击弯曲试验（夏比冲击试验），悬臂梁下的 冲击弯曲试验（艾氏冲击试验）以及冲击拉 伸试验等。 • 夏比冲击试验中测定的吸收能量K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。
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低温冲击试验
（一）试样保温时间：
在低温冲击试验中，试样应在规定温度下保持足够时间， 以使试样整体达到规定的均匀温度，如果使用液体介质， 介质温度应在规定温度±1 ºC以内，保持至少5min；当使 介质温度应在规定温度 用气体介质冷却试样时，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，试样应在规定温度下保持 至少20min。 测定介质温度的仪器推荐置于一组试样中间处，同时，用 于移取试样所用的夹具也应放于相同温度的冷却介质中， 确保与介质温度基本相同。
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室温冲击试验—试验前准备工作
(一)注意试验温度: 如没有规定,室温冲击试验应在(23±5)ºC范围进 行(注意与拉伸试验的室温10~35ºC不同).如有规 定,应在规定温度±2 ºC范围内进行. (二)检查试样尺寸 用最小分度值不大于0.02mm的量具测量试样的宽 度,厚度,缺口处厚度;用光学投影仪检查缺口尺寸 ,看其是否符合标准的要求.
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冲击试样的尺寸与偏差
公称尺寸 机加工公差 公称尺寸 (V型缺口) (V型缺口) (U型缺口) 55mm 10mm 10mm 7.5mm 5mm 2.5mm ±0.60mm ±0.075mm ±0.11mm ±0.11mm ±0.06mm ±0.04mm 55mm 10mm 10mm 7.5mm 5mm — 机加工公差 (U型缺口) ±0.60mm ±0.11mm ±0.11mm ±0.11mm ±0.06mm —
EN10045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2：5、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型冲击试样例如：——KV=121J：——名义能量300J——标准V型缺口试样——断裂吸收功121J6.3 试验机有不同的允许冲击能量，因此在刻度盘上指针所指的冲击能量前应增加KU 或KV的标记。
例如：KV 150：允许能量150 JKU 100：允许能量100 J——KU 100=65 J——允许最大能量100J——标准U型缺口试样——冲击功65 J6.4 对于V型缺口辅助试样，KV符号后应补上实验机允许冲击能量和试样的宽度。
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试验报告
• 冲击试验报告应包括如下必要的内容：
所采用的试验方法标准号，试样相关资料（例如钢种、 炉号等）、缺口类型（缺口深度）、试样尺寸、试验温 度、吸收能量（KV2,KV8,KU2,KU8）、试验日期等； 有时还需增加下列内容：如试样的取向、试验机的标 称能量、侧膨胀值LE、断口形貌与剪切断面率、吸收能 量—温度曲线、转变温度及判定标准以及没有完全断裂 的试样数等。
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夏比摆锤冲击试验原理
• 如不考虑空气阻力及摩擦力等能量损失,则冲断 试样的吸收功为: • K=F×L(cos β -cos α)
式中F-摆锤的重力,N; L-摆长(摆轴至锤重心之间的距离),m; α-冲击前摆锤扬起的最大角度,rad; β-冲击后摆锤扬起的最大角度, rad.
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为了消除试样与砧座间的明显间隙,防止断样与支座相互作 用,可用自动对中夹钳,将试样从控温介质中移至并紧贴试验机 砧座放置,并使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.(如图所示) 当使用小尺寸试样进行低能量的冲击试验时,因为摆锤要吸 收额外能量,因此应在支座上放置适当厚度的垫片以垫高试样, 使试样打击中心的高度为5mm(相当于宽度10mm标准试样打 击中心的高度.)小尺寸试样进行高能量冲击试验,其影响很小, 可不加垫片.
名称 长度 高度
序号 l h
宽度w 标准试样 w 小试样 小试样 小试样 w w
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冲击试样的尺寸与偏差(续)
序号 公称尺寸 机加工公差 公称尺寸 机加工公差 (V型缺口) (V型缺口) (U型缺口) (U型缺口) 1 2 3 4 45º 8mm 0.25mm 27.5mm 90º 90º ± 2º ±0.075mm ±0.025mm ±0.42mm ± 2º ± 2º — 8mm 5mm 1mm 27.5mm 90º 90º — ±0.09mm ±0.09mm ±0.07mm ±0.42mm ± 2º ± 2º
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前言
• 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
评价材料冲击韧性应用最广泛的一种传统力学性能试验； ——评定金属材料在冲击载荷下韧性的重要手段；
——
夏比冲击试验的主要用途
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¾ 评价材料对大能量一次冲击载荷下破坏的缺 口敏感性； ¾ 检查和控制材料的冶金质量和热加工质量; ¾ 评定材料在高低温条件下的韧脆转变特性; ¾ 评估构件的寿命和可靠性
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低温冲击试验
（一）试样保温时间：
在低温冲击试验中，试样应在规定温度下保持足够时间， 以使试样整体达到规定的均匀温度，如果使用液体介质， 介质温度应在规定温度±1 ºC以内，保持至少5min；当使 介质温度应在规定温度 用气体介质冷却试样时，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，试样应在规定温度下保持 至少20min。 测定介质温度的仪器推荐置于一组试样中间处，同时，用 于移取试样所用的夹具也应放于相同温度的冷却介质中， 确保与介质温度基本相同。
试样制备
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缺口深度、缺口根部曲率半径及缺口角度→ 缺口附近的应力 集中程度→ 试样的吸收能量 因此,对缺口的制备应特别仔细,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. 试样表面粗糙度(除端部外)Ra值应优于5 μm;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;对于自动定位试样的试验机,试样 缺口对称面与端部的距离公差建议为±0.165mm.
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室温冲击试验—试验前准备工作
• • •
(四)进行空打试验 试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗: 将摆锤扬起至预扬角位置,把从动指针拨到最大冲击能量位置(如果使用的是数字显 示装置,则应清零),释放摆锤,读取零点附近的被动指针的示值 ΔE1(即回零差)摆锤 E1 = 回摆时,将被动指针拨至最大冲击能量处,摆锤继续空击,被动指针被带到某一位置, 其读数值为ΔE2,差值之半为该摆锤的能量损失值,则 相对回零差: 相对能量损失:
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室温冲击试验—试验前准备工作
(一)注意试验温度: 如没有规定,室温冲击试验应在(23±5)ºC范围进 行(注意与拉伸试验的室温10~35ºC不同).如有规 定,应在规定温度±2 ºC范围内进行. (二)检查试样尺寸 用最小分度值不大于0.02mm的量具测量试样的宽 度,厚度,缺口处厚度;用光学投影仪检查缺口尺寸 ,看其是否符合标准的要求.
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前言
• 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） 的试验方法，按其服役工况有简支梁下的冲 击弯曲试验（夏比冲击试验），悬臂梁下的 冲击弯曲试验（艾氏冲击试验）以及冲击拉 伸试验等。 • 夏比冲击试验中测定的吸收能量K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。
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试验操作要点
试样数量
试样的数量应执行相应产品标准的规定.一般,由于冲击试 验结果比较离散,所以对每一种材料试验的试样数量一般 都不少于3个.
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冲击试验结果处理
（一）吸收能量的有效位数： 吸收能量应至少保留两位有效数字（至少估读到 0.5J），即: 吸收能量在100J及以上时，应是三位数字，如 140J; 吸收能量在10~<100J时，应为2位有效数字，如 75J； 吸收能量在10J以下时，应保留小数点后一位数 字， 一般修约到0.5J，如7.5J，修约方法按GB/T 8170 执行。
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冲击试样的尺寸与偏差
公称尺寸 机加工公差 公称尺寸 (V型缺口) (V型缺口) (U型缺口) 55mm 10mm 10mm 7.5mm 5mm 2.5mm ±0.60mm ±0.075mm ±0.11mm ±0.11mm ±0.06mm ±0.04mm 55mm 10mm 10mm 7.5mm 5mm — 机加工公差 (U型缺口) ±0.60mm ±0.11mm ±0.11mm ±0.11mm ±0.06mm —
China Iron & Steel Research Institutes Group
金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
钢铁研究总院 2009年5月
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前言
• 本标准修改采用ISO148-1:2006金属材料 夏比摆 锤冲击试验 第1部分：试验方法 • 本标准替代GB/T 229-1994金属冲击试验方法和 GB/T 12778-1991金属冲击断口测定方法
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夏比摆锤冲击试验原理
• 夏比摆锤冲击试验是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,用摆锤一次打断试样,测定试 样的吸收能量.如图所示.
夏比摆锤冲击试验原理
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• 试样的吸收能量在试验中用摆锤冲击前后的 位能差测定: • K=A-A1 • A=FH1=FL(1-cosα) • A1=FH2=FL(1-cosβ) • 式中A-摆锤起始位能,J • A1-摆锤打击试样后的 位能,J.
名称 缺口角度 缺口底部高度 缺口底部半径 缺口对称面-端部 距离 缺口对称面-试样 纵轴角度
试样纵向面间夹角 5
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试样制备
• 样坯切取应按相关产品标准或GB/T2975-1998«钢 及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备» • 试样制备过程,应使由于过热或冷加工硬化而改变 材料冲击性能的影响减至最小.
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室温冲击试验—试验前准备工作
(三)选择冲击试验机 根据所试验材料牌号和热处理工艺,估计试样吸收能量的大 小,选择合适的冲击试验机能力范围,使试样吸收能量K不超过 实际初始势能Kp的80%,试样吸收能量K的下限建议不低于试 验机最小分辨力的25倍. GB/T229-2007规定了两种摆锤刀刃的直径,对于低能量的冲 击试验,一些材料用2mm和8mm摆锤刀刃试验测定的结果有明 显不同,2mm摆锤刀刃的结果可能高于8mm的结果.应根据相关 产品标准的规定选择摆锤刀刃半径. 试验前应检查并保证砧座跨距应为40+0.2mm.
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冲击试验机
• 为避免因刚度下降而影响试验结果,冲击试验机 应稳定牢固地安装在厚度大于150mm的混凝土 地基或质量大于摆锤40倍的基础上. • 对于新出厂的摆锤式冲击试验机,应按照GB/T 3808-2002« 摆锤式冲击试验机的检验»进行验收; • 对于日常使用的试验机,应定期按JJG145« 摆锤 式冲击试验机检定规程»进行检定.
夏比冲击试样
• 试样类型与尺寸: 标准尺寸冲击试样为长55mm,横截面 10mm×10mm的长方体,在试样长度中间有V型或U 型缺口.V型缺口应有45º夹角,其深度为2mm,底部曲 率半径为0.25mm.U型缺口深度一般应为2mm或 5mm,底部曲率半径为1mm.
夏比冲击试样
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选择试样类型的原则,应根据试验材料的产品技术条件, 材料的服役状态和力学特性,一般情况下,尖锐缺口深缺 口试样适用于韧性较好的材料. • 当试验材料的厚度在10mm以下而无法制备标准试样时, 可采用宽度7.5mm,5mm或2.5mm的小尺寸试样.小尺寸 试样的其他尺寸及公差与相应缺口的标准试样相同. • 缺口应开在试样的窄面上.
δE1 =
ΔE1 × 100% E0
δE 2 =
Δ E 2 − Δ E1 × 100 % 2E0
• • • •
式中E0—摆锤最大冲击能量. 相对回零差不应大于0.1%(以最大量程300J为例,其回零差应不超过0.3J).相对能量 损失不应大于0.5%.