金属材料夏比摆锤冲击试验方法介绍

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
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
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
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
一、夏比摆锤冲击试验简介Βιβλιοθήκη Baidu
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。
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。
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。
一、范围 规定了测定金属材料在夏比冲击试验中吸收能量的方法， 适用于V型和U型缺口试样。 不包括仪器化冲击试验方法，因为已有GB/T19748－2005 《钢材 夏比V型缺口摆锤冲击试验 仪器化试验方法》。
二、GB/T229-2007解读
二、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。 • • • • GB/T 3808 GB/T 2975 GB/T 8170 JJG 145 摆锤式冲击试验机的检验 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 数值修约规则 摆锤式冲击试验机检定规程
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
焊接接头冲击试样的热影响区缺口位置：其缺口轴线与熔合线的距 离t应由产品技术条件规定
焊缝金属冲击试样 热影响区冲击试样
二、GB/T229-2007解读
缺口在焊缝、熔合线或HAZ的位置
二、GB/T229-2007解读
试样的尺寸及偏差应满足下表：
一、夏比摆锤冲击试验简介
一、夏比摆锤冲击试验简介
夏比冲击试验常采用简支梁冲击，以摆锤冲击试 样前后的能量差来计算出冲击强度。
一、夏比摆锤冲击试验简介
夏比冲击试验应用 •作为韧性指标，为设计选材和研制新型材料提供依据 •检查和控制冶金产品质量 •监督热加工工艺质量 •评定材料在不同温度下的脆性转化趋势 •确定应变时效敏感性 •缺口敏感性指标。