金属夏比缺口试验方法和回火脆性倾向评定试验

且不应标在与支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。 ➢ 母材板冲击试样缺口轴线垂直于钢板扎制表面，焊接接 头试样缺口轴线垂直于焊缝表面。
试验程序
试验前:
（1）注意试验温度 室温：（23 ±5 ）℃ 低温：规定温度±2 ℃ 高温：规定温度±2 ℃
（2）检查试样尺寸 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。
（3）选择试验机 选择合适试验机，使试样吸收能量K不超过实际初 始势能的80%，试样吸收能量K的下限不低于试验 机最小分辨力的25倍。 选择合适摆锤刀刃。 试验前应检查并保证砧座跨距应在40～40.2mm
（4）进行空打试验 试验前应检查摆锤空打时的回零差或者空载能耗。
式样的定位
➢ 使用自动对中夹钳，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背面，试 样缺口对称面偏离两砧座间的中点应不 大于0.5mm。
金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
标准
GB/T 229-2007 GB/T2650-2008 NB/T 47014-2011 NB/T 47016-2011 ASTM A370 ASTM E23-2005
试验原理
冲击试样与 试验设备
试验程序
概述
回火脆化倾 向评定试验
试验报告
概述
金属材料力学性能的要求，除了具有足 够的强度、硬度和塑性之外，还应具有足 够的韧性。
➢ 可选内容 试样取向、侧膨胀值LE、剪切断面率FA、 试验机标称能量J等。
A1>A2 ，A3=A4， LE=A1+A3或A4
A1>A2,A3>A4，
LE=A1+A3
冲击断口
D.2 纤维断面率可用如下任一种方法测定：
通常使用以下方法测定纤维断面率：
➢ a)测量断口晶状断裂部分（即“闪亮”部分）的长度 和宽度，如图所示，按表计算纤维断面率；
➢ 使用小尺寸试样进行低能量冲击试验注 意放置适当厚度的垫片，使试样打击中 心高度为5mm。
保温时间
➢ 低温冲击试验中，试样在规定的温度下 保持足够的时间，以使试样温度均匀。
➢ 液体介质：规定温度±1℃，≥5min ➢ 气体介质：规定温度， ≥20min
试样的转移
直冲法
<3S
高温冲击 试验
过热法 转移试样 在3～5s内完成 过热温度补偿
➢ （1）与材料有关的因素 化分、组织、晶粒度、夹杂物、裂纹或者过热、过烧、回火脆性等
热加工缺陷。 ➢ （2）与取样和制备有关的因素
1、样品取样方向 2、缺口加工质量 3、试样尺寸 ➢ （3）与试验机有关的因素 1、试验机精度 2、摆锤与机架的配合 ➢ （4）与试验过程有关的因素 1、试验温度 2、冲击试样的定位
低温冲击 试验
过冷法 转移试样3～5s内完成 过冷温度补偿
试验结果
➢ 吸收能量应至少保留两位有效数字（至 少估读到0.5J或者0.5个标度单位”（取 两者之间较小值。
➢ ≥100J,三位有效数字， ➢ 10～<100J，两位有效数字 ➢ <10J，保留小数点后一位数字
异常问题
1、超过试验机能力80% 报告近似值并注明超过试验机能力80%
2、未完全断裂 报出冲击值或与完全断裂试样结果平均后报出。
3、未完全断开 注明用xJ的试验机试验，试样未断开。
4、卡锤 结果无效，重做。并彻底检查试验机。
5、断口检查 检查断裂后试样标记在明显的变形部位 ，结果可能不代表材
料特性，在报告中注明。
试验报告
➢ 必要内容 国标 、试样资料、缺口类型（缺口深度） 非标试样尺寸、试验温度、吸收功、异常 情况
α β
冲击时将具有一定质量的摆锤举至具 有一定高度H1的位置，使其获得一定位 能GH1。释放摆锤冲断试样后摆锤的剩余 能量为GH2，则摆锤冲断试样失去的位能 为GH1-GH2，此即为试样变形和断裂所吸 收的功，称为冲击吸收功，以K表示，单 位为J。
GH1=GL(1- cosα）
GH2=GL(1-cosβ)
静力韧性
韧
性
冲击韧性
断裂韧性
冲击韧性即在冲击载 荷时，材料在塑性变 形和断裂过程中吸收 能量的能力。
评价冲击韧性的实验方法
➢ 简支梁下冲击弯曲试验（夏比冲击试验）
➢ 悬臂梁下Leabharlann 冲击弯曲试验（艾氏冲击试 验）➢ 冲击拉伸试验等。
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。
➢ b) 使用图D.2所示的断口形貌卡与试样断口进行比较； ➢ c)将断口放大，并与预先制好的对比图进行比较，用
求积仪测量的纤维断面率（100%）减去晶状断面率计 算； ➢ d)断口拍成放大照片，用求积仪测量纤维断面率 （100%）减去晶状断面率计算； ➢ e)用图像分析技术测量纤维断面率。
影响夏比缺口冲击试验结果主要因素
K = GH1-GH2 = FL(cosβ－cosα)
G －摆锤重力 L －摆长（摆轴至锤重心之间的距离） α －冲击前摆锤扬起的最大角度 β －冲击后摆锤扬起的最大角度
符号与意义
试样长度l---与缺口方向垂直的
最大尺寸。
试样高度h---开缺口面与其相对
面之间的距离
试样的宽度w---与缺口轴线平
冷脆：有些材料在常温时冲击韧性并不
低，破坏时呈现韧性破坏特征。但当试 验温度低于某值时，冲击韧性突然大幅 度下降，材料无明显塑性变形而发生脆 性断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
冲击试验转变温度
1 转变温度
在一系列温度的冲击试验中，冲击能量急剧变化或断口形 貌急剧转变的温度区域。
2 物理本质
通常认为，钢铁材料转变温度的产生是由于材料屈服强 度随温度降低而明显上升所致。材料的屈服强度和断裂强度 会随温度的上升而下降，但前者比后者随温度下降速率要快， 两者的交点即为转变温度点，低于此温度时，屈服强度高于 断裂强度，即材料首先屈服，然后才发生断裂，表现为韧性 断裂，断口为纤维状断口；低于此温度时，材料还没有屈服 产生即发生断裂，则表现为脆性断裂，断口为结晶状脆性断 口。
行且垂直于高度方向的尺寸
试样的要求
➢ 缺口根部处没有影响吸收能的加工形状 ➢ 缺口对称面应垂直于试样的纵向轴线 ➢ 试样表面粗糙度Ra应优于5um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。 ➢ 试样应进行适当的标识，标记的位置应尽量远离缺口，