金属材料夏比摆锤冲击试验方法介绍
金属材料夏比摆锤冲击试验方法
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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
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 —
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。
中文版 ISO 148-1-2009
ISO 148-1-2009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 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
ISO 148-2：2008，金属材料——夏比摆锤冲击试验——第2部分：试验机检验ISO 286-1，公差和配合的ISO系统，第1部分：公差的基础、偏差和配合。
3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1 能量3.1.1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。
3.1.2 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。
3.2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）：3.2.1高度h开缺口面与其相对面之间的距离。
3.2.2宽度w与缺口轴线平行且垂直于高度方向的尺寸。
3.2.3 长度l与缺口方向垂直的最大尺寸。
4 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5 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6、7和8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。
6试样6.1 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6.2.1和6.2.2规定。
金属冲击试验实验报告
一、实验目的1. 了解金属冲击试验的基本原理和方法。
2. 通过冲击试验，测定金属在不同温度下的冲击吸收功，分析其冲击韧性和韧脆转变温度。
3. 比较不同金属的冲击性能，为金属材料的应用提供参考。
二、实验原理金属冲击试验是一种常用的力学性能试验方法，用于测定金属在冲击载荷作用下的力学性能。
冲击试验原理如下：1. 冲击试验采用摆锤冲击试验机进行，摆锤的势能转化为试样的冲击能，使试样在冲击过程中产生断裂。
2. 试样在冲击过程中吸收的能量称为冲击吸收功（Ak），其计算公式为：Ak = 1/2 mgh，其中m为摆锤质量，g为重力加速度，h为摆锤高度。
3. 通过测定冲击吸收功，可以分析金属的冲击韧性和韧脆转变温度。
三、实验材料与设备1. 实验材料：低碳钢、T8钢、工业纯铁。
2. 实验设备：金属摆锤冲击试验机、游标卡尺、温度计、冲击试样。
四、实验步骤1. 准备试样：将实验材料加工成标准冲击试样，试样尺寸符合GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》的要求。
2. 设置试验参数：根据实验要求，调整冲击试验机的摆锤能量和冲击速度。
3. 进行冲击试验：将试样放置在冲击试验机的支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间。
调整摆锤高度，使摆锤获得一定的势能，然后释放摆锤进行冲击试验。
4. 测量冲击吸收功：记录摆锤冲击试样后剩余的高度，计算冲击吸收功。
5. 测量试样温度：在冲击试验过程中，实时测量试样温度，分析金属的韧脆转变温度。
五、实验结果与分析1. 冲击吸收功：根据实验数据，绘制不同金属在不同温度下的冲击吸收功曲线，分析其冲击韧性和韧脆转变温度。
2. 冲击韧度：根据冲击吸收功，计算不同金属的冲击韧度，比较其冲击性能。
3. 韧脆转变温度：根据冲击吸收功曲线，确定不同金属的韧脆转变温度。
六、实验结论1. 低碳钢、T8钢和工业纯铁在不同温度下的冲击吸收功存在明显差异，说明不同金属的冲击性能存在差异。
2. 低碳钢的冲击韧度最高，T8钢次之，工业纯铁最低。
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 J表2——试样尺寸许用公差表3——试验机特征6.4 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。
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
2.冲击试验
C、D、E型曲线
共同特点：试验中最大力前出现塑性变形，在此 阶段不同程度的稳定和不稳定裂纹扩展。就稳定 裂纹扩展的比例而言，E类曲线较大，D类曲线次 之，C类较少。
F型曲线
特点：试验中达到最大力后，力下降较缓慢， 此类曲线不出现裂纹不稳定扩展起始和终止点， 裂纹具有稳定扩展的特性，表现为韧性材料的 特点。
（二）试验温度的影响
试验温度对某些脆性转变温度范围较 窄的材料的AK值影响较大，从室温到低温 会出现AK值降低，并当温度下降到某一值 时，AK值会突然下跌很多。 从室温到高温，一般随温度升高而AK值增加。
（三）试验机和操作的影响 一般地讲，摆锤的功能和速 度越大，试样破断所吸收的能量越 小，脆性转变温度也越高。 试样放置缺口不对中，AK值偏高。 试验前应检验指针是否对“0”。 如果过“0”会使AK值偏低； 没过“0”会使AK值偏高。
.
六 试验温度补偿
试样从恒温装置中移出在3-5S内打断
试验温度℃ -100～-192 -60 ～-100 0 ～ -60
过冷温度 ℃ 3 ～4 2～3 1～2
.
试验温度℃ 35～200 200～400 400～500 500～600 600～700 700～800 800～900 900～1000
三、金属夏比冲击试验
第一节
金属夏比冲击试验的用途
1 选材及新材料研制 2 冶金产品检查控制
3 工艺质量监督
4 各种条件下韧性评定 5 冶金产品交货重要指标之一
四、适用范围及试验原理
1 冲击试验温度： 室温：10℃-35℃ 低温＜ 10℃ 高温＞ 35℃ 2 冲击试样的缺口类型及槽深 V缺口 U缺口两种 2mm V缺口 2mm、 3mm（DVM） 5mm U缺口 • 试验原理： 用扬起一定高度的摆锤一次性打击处于简支粱 状态的缺口试样，测定试样折断时所吸收的功。
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。
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。
夏比摆锤冲击试验判定方法
夏比摆锤冲击试验判定方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊夏比摆锤冲击试验判定方法。
这可真是个有趣又重要的玩意儿呢！你看啊，这夏比摆锤冲击试验就像是一场力量的较量。
想象一下，摆锤就像一个大力士，用力地挥起拳头，砸向那等待被检验的试件。
那场面，是不是挺带劲的！那怎么来判定呢？首先呢，咱得看这试件被冲击后的表现呀。
它要是被砸得七零八落，那肯定不行啊，这说明它太脆弱啦，质量不过关呀！但要是它只是有点小损伤，那是不是说明它还挺结实的呢？然后呢，咱还得关注一些细节。
比如说，冲击后试件断裂的形态。
如果断得整整齐齐，那是不是有点奇怪呢？正常情况下，应该是有各种不规则的形状才对呀。
这就好比一个人摔倒，如果姿势太标准了，反而让人觉得有点不对劲呢！还有啊，我们得考虑冲击时的能量。
就像我们用力扔东西，用的力气大，扔得就远。
这摆锤也是一样，能量大了，对试件的冲击就更厉害。
那我们就得看看，在这种强大的冲击下，试件能不能扛得住。
说起来，这夏比摆锤冲击试验判定方法就像是医生给病人看病。
医生通过各种检查来判断病人的身体状况，我们通过这个试验来判断试件的质量。
这可不是随便玩玩的哦，这关系到很多重要的东西呢！比如说，要是建筑材料的质量不过关，那盖出来的房子能安全吗？要是机械零件不结实，那机器还能正常运转吗？咱可不能小瞧了这个试验呀！它就像一个忠诚的卫士，守护着我们的安全和质量。
所以啊，我们得认真对待，仔细研究，不能有一点马虎。
总之呢，夏比摆锤冲击试验判定方法是个非常重要而且实用的东西。
我们要像对待宝贝一样对待它，让它为我们的生活和工作保驾护航。
大家说是不是这个理儿呢？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
摆锤式冲击试验
摆锤式冲击试验
摆锤式冲击试验（Pendulum Impact Test）是一种常用的材料强度和耐冲击性能测试方法。
该试验通过对材料样品施加冲击力，以评估材料在受冲击载荷下的性能表现。
以下是摆锤式冲击试验的基本原理和步骤：
1.原理：
•摆锤：试验中使用一个具有重锤的摆杆系统，摆锤的重锤部分可以产生预定的冲击能量。
•冲击力测定：当摆锤释放并击中试样时，测量冲击中的冲击力和力矩。
•试样表现：根据摆锤释放后试样的破坏情况来评估其强度和耐冲击性能。
2.步骤：
•样品准备：准备符合规范尺寸要求的材料试样，并遵循预定的试验程序。
•样品固定：将试样固定在适当的夹具上，以确保在冲击过程中的稳定性和准确性。
•初始条件设定：调整和校准摆锤的起始位置、冲击角度和起始冲击能量。
•冲击试验：释放摆锤并让其冲击试样，记录冲击中的冲击力和力矩。
•数据记录与分析：根据试验结果进行数据记录和分析，评
估材料的性能指标。
摆锤式冲击试验可用于不同类型材料的性能评估，如金属、塑料、弹性材料、复合材料和建筑材料等。
它广泛应用于工程、制造业、建筑和航空航天等领域，以评估材料在实际冲击情况下的可靠性和安全性能。
通过摆锤式冲击试验，可以为材料选择、产品设计和质量控制提供重要的参考数据。
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。
中文版ISO148-1-2009
中⽂版ISO148-1-2009ISO 148-1-2009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 规范性引⽤⽂件下列⽂件中的条款通过本标准的引⽤⽽成为本标准的条款。
凡是注⽇期的引⽤⽂件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适⽤于本标准。
凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本适⽤于本标准。
ISO 148-2：2008，⾦属材料——夏⽐摆锤冲击试验——第2部分：试验机检验ISO 286-1，公差和配合的ISO系统，第1部分：公差的基础、偏差和配合。
3术语和定义下列术语和定义适⽤于本标准。
3.1 能量3.1.1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。
3.1.2 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。
3.2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）：3.2.1⾼度h开缺⼝⾯与其相对⾯之间的距离。
3.2.2宽度w与缺⼝轴线平⾏且垂直于⾼度⽅向的尺⼨。
3.2.3 长度l与缺⼝⽅向垂直的最⼤尺⼨。
4 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5 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6、7和8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。
6试样6.1 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6.2.1和6.2.2规定。
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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。
应注意以下几点： •对于低能量冲击试验需要使用垫片； •除端面外其余表面粗糙度优于5m； •缺口根部没有影响吸收能的加工痕迹； •缺口对称面垂直于试样纵向轴线； •试样标记应远离缺口，不应标在与支座，砧座或摆锤刀刃接触的面上。
二、GB/T229-2007解读
焊接冲击试样 焊接接头取样方法：焊接接头冲击试验时，试样缺口位置应按要求 开在焊缝、熔合线或热影响区，缺口轴线应垂直焊缝表面。
a) 测量断口晶状断裂部分（即“闪亮”部分）的长度和宽度，查表计算纤维断面 率；
二、GB/T229-2007解读
b) 使用图示的断口形貌卡与试样断口进行比较；
二、GB/T229-2007解读
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。
二、GB/T229-2007解读
六、试样
标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mm×10mm，在试样长度中间 有V型和U型缺口。备用尺寸试样可使用宽度分别为7.5mm，5mm，2.5mm的小 尺寸试样。 V型缺口夹角为45°，深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm， U型缺口深度为2mm或5mm，底部曲率半径为1mm。
二、GB/T229-2007解读
转变温度 转变温度Tt表征冲击吸收能量-温度曲线陡峭上升的部分。这部分一 般出现在较宽的温度范围，因此应用中转变温度要明确定义为一个 温度。可用如下几种判据规定转变温度：
侧膨胀值测量 用缺口根部的变形量来分析材料抵抗三轴应力断裂的能力。 断面相对侧的膨胀量代表压缩量（由于压缩变形测量困难）。 侧膨胀值=断面两侧最大膨胀值之和。 测量仪器：游标卡尺和图像分析仪。
二、GB/T229-2007解读
断口形貌测量
冲击试样断口上有纤维区、放射区（结晶区）和剪切唇。
不同温度下，上述三个区的相对面积不同；
试验机能量范围
试样吸收能量不应超过实际初始势能的80%，如果试样吸收能量超过此值，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%。
二、GB/T229-2007解读
试样未完全断裂
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，吸收能量不能确定，试验报告应注 明用×J的试验机试验，试样未断开。
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。
二、GB/T229-2007解读
断口检查和结果读取 试样标记不能在明显变形部位； 冲击吸收能量结果至少估读到0.5J，至少保留两位有效数据。 不同类型和尺寸试样的试验结果不能直接对比和换算。
二、GB/T229-2007解读
由于材料化学成分的统计性，韧脆转变温度实际上不是一个温度而是一个温度区 间。
二、GB/T229-2007解读
韧脆转变曲线
冲击吸收能量与温度曲线（KV-T曲线）表明，对于给定形状的试样，冲击吸收 能量是试验温度的函数，如图所示。通常曲线是通过拟和单独的试验点得到的。 曲线的形状和试验结果的分散程度取决于材料、试样形状和冲击速度。出现转变 区的曲线，具有转变区(1)、上平台(2)和下平台(3)。
结晶区的面积随温度变化而变化，一般结晶区面积百分比增大表示材料变脆。
二、GB/T229-2007解读
断口形貌测量
宏观：纤维区灰大小 微观：韧窝大小与深浅
穿晶断裂 解理面（晶面）断裂
二、GB/T229-2007解读
断口形貌测量
剪切断面率用来评定冲击试样的断口表面。其值越高，材料的韧性越好。大 多数夏比冲击试样的断口形貌为剪切和解理断裂的混合状态。 通常使用以下方法测定纤维断面率：
二、GB/T229-2007解读
三、术语 实际初始势能 KP—对试验机直接检验测定的值。 吸收能量K—由指针或其他指示装置示出的能力值
• KV2 、 KU2 － 2mm锤刃的冲击值。 • KV8 、 KU8 － 8mm锤刃的冲击值。
试样的几何尺寸
二、GB/T229-2007解读
冲击吸收功：规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折 断时所吸收的功 脆性断面率：脆性断口面积占试样断口总面积的百分率 冲击吸收功-温度曲线：在一系列不同温度的冲击试验中，冲击 吸收功与试验温度的关系曲线 韧脆转变温度：在一系列不同温度的冲击试验中，冲击吸收功急 剧变化或断口韧性急剧转变的温度区域
金属材料夏比摆锤冲击试验方法介绍
Charpy pendulum impact test method
李兴民
核电石化事业部
2012年3月
内容概况 一、夏比摆锤冲击试验简介 二、GB/T229-2007解读
三、回火脆转变温度
四、冲击试验标准对比
一、夏比摆锤冲击试验简介
缺口效应 实际生产中的机件，绝大多数都不是截面均匀而无变化的光滑 体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退 刀槽及焊缝等，这种截面变化的部位可视为“缺口”。由于缺 口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变 化，产生所谓“缺口效应”，从而影响金属材料的力学性能。
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
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
-7水乙醇+液氮 液氮
二、GB/T229-2007解读
试样转移
对高低温冲击试验规定试样从装置中移出至打断时间应不大于5秒。 使用V型缺口自动对中夹钳转移试样，与试样一起保温。 为保证试样在打击瞬间温度处于规定范围，建议采用过冷或过热法补偿温度损失 值。
一、夏比摆锤冲击试验简介
夏比冲击试验(Charpy Impact Test)是用以测定金属材料抗缺口 敏感性(韧性)的试验。制备有一定形状和尺寸的金属试样(通常 为10×10×55mm)，使其具有U形缺口或V形缺口，在夏比冲 击试验机上处于简支梁状态，以试验机举起的摆锤作一次冲击， 使试样沿缺口冲断，用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的 吸收功，即为Aku(U型缺口)和Akv(V型缺口)。可在不同温度下 作冲击试验。吸收功值(焦耳)大，表示材料韧性好，对结构中 的缺口或其他的应力集中情况不敏感。
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
低温脆性
体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程上常用 的中、低强度结构钢（铁素体－珠光体钢），在试验温度低于某一温度tk时，会 由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿 晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是所谓的低温脆性现象。