第三章 金属夏比缺口冲击试验

第三章 金属夏比缺口冲击试验
第二节 冲击试样
一、夏比缺口冲击试样类型
标准的夏比冲击试 样根据其缺口的形状分 为V型缺口试样和U型缺 口试样。
V型缺口和5mmU型 缺口试样适用于韧性较 好的材料，而强度较低 或韧性较差的金属多采 用2mmU型缺口试样。压 力容器用钢的夏比冲击 试样均都采用V型缺口
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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
（2）JB 4708中 对冲击试样的截 取和缺口方位要 求如下：
a） 样 纵 轴 应 垂直于焊缝轴线， 缺口轴线垂直于 母材表面。
b）取样及缺口位置见图3-8。焊缝区试样的缺口应位于焊缝中心线 上。热影响区试样的缺口轴线至试样轴线与熔合线的交点的距离大于 零，且应尽可能多的通过热影响区。
的距离），单位为 mm； 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
（图3-1）
第一节冲击试验原理
在冲击试验力下断裂吸收功组成
弹性功 塑性功 撕裂功
AK值是试样在冲击试验力下断裂时所吸收的功，但是AK 值相同的材料，并不表明它们的韧性和脆性程度是相同的。 因为试样吸收的冲击功AK是由三个部分组成的，即消耗于 弹性变形的弹性功、消耗于塑性变形至产生裂纹前的塑性 功和消耗于裂纹萌生、扩展直至断裂的撕裂功。这三部分 所占的比例随材料特性、试样形状及尺寸和缺口的类型而 异。一般来说，强度高的材料断裂时所吸收的冲击功中弹 性功占的比例较大，塑性功和撕裂功所占比例较小。
第三章 金属夏比缺口冲击试验
冲击韧性: 是材料抵抗变形和断裂的能力，即在 塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
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第一节 冲击试验原理
试样的冲击吸收功在试验中用 摆锤冲击前后的位能差测定（见图 3-1）：
AK=A-A1
AK F L(cos cos)
式中：F—摆捶的重力，单位为 N； L—摆长（摆轴至锤重心之间
第三节 试验设备及仪器
冲击试验设备及仪器其它要求：
1 在低温冲击试验中，温度测量的准确性直接影响到 试验结果的可靠性。低温冲击试验温度测量系统可使用铜康铜热电偶或玻璃温度计。较为常用的为玻璃温度计。
2 铜-康铜热电偶应满足JJG386《工作用铜-康铜热电 偶检定规程》Ⅱ级热电偶要求。
玻璃温度计一般用于低温冲击试验中的温度测量，玻 璃温度计应符合JJG130《工作用玻璃液体温度计Hale Waihona Puke Baidu定规程》 要求 。
钢板
钢管
表 3-1 冲击试验取样规定
取样方向
取样位置
≤60mm：中心
沿轧制方向
＞60mm：直径或对角线 1/4 处
腰高 1/4 处
垂直于轧制方向
按产品标准规定 缺口轴线垂直于
内壁
腿长 1/3 处 腰高 1/3 处 宽度 1/3 处 纵轧：板宽 1/4 处 横轧：板宽任意处
靠近内壁
二、冲击试样的取样方法 图3－5钢板样坯截取位置
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二、冲击试样的取样方法
第二节 冲击试样
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。
二、冲击试样的取样方法
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2、焊接接头冲击样坯的截取及缺口方向
第二节 冲击试样
（1）JB 4744中对冲击试样的截取和缺口方位要求如下： a）试样应垂直于焊接方向截取，试样的缺口轴线应垂直于试板表面，焊缝金属的
冲击试样的缺口应位于焊缝中央。
b）当钢材标准抗拉强度下限σb≤540MPa时，在最后焊道的焊缝侧，以距钢板表面 1~2mm为冲击试样的上表面，取一组焊缝金属冲击试样（见图3-6中I组）。
截取（见图3-6中I和II两组）。
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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。
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图3－9
第三节 试验设备及仪器
GB/T 229-1994中对摆锤式冲击试验机几项重要 的性能指标作了明确规定，主要包括试验机的标准 打击能量、摆锤冲击速度、试样支座及摆锤刀刃尺 寸等。
摆锤式冲击试验机主要由机架、摆锤、试样支 座、指示装置及摆锤释放、制动和提升机构组成。 目前国产的摆锤式冲击试验机主要有：JB-30A、JB30B、JBG-30、JBD-30、JBD-30A 等 型 号 ， 各 种 试 验机的基本技术参数均符合标准要求，结构形式及 操作方法也基本一致。主要区别在送样方式上（手 动或自动）。冲击摆锤的最大冲击能量分为147J和 294J两档，冲击速度都在5.2m/s左右。
一、夏比缺口冲击试样类型
第二节 冲击试样
当金属产品的最 小截面尺寸小于 10mm而又需要进行 夏比冲击试验时，可 采用试样宽度为 7.5mm或5mm的小尺 寸试样，这种小尺寸 试样的缺口深度、缺 口根部半径和角度一 般与相应的夏比V型 缺口或U型缺口相同 。
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第二节 冲击试样
c） 钢 材 标 准 抗 拉 强 度 下 限
I
σb≥540MPa和Cr-Mo钢，且试板厚
度大于60mm时，以及设计温度低
于-30℃，且厚度大于40mm的低
温钢，取两组焊缝金属冲击试样
。一组在最后焊道侧，距钢板表
面1~2mm处；另一组在钢板另一
侧表面和1/2板厚之间（即以另一
侧1/4板厚处为冲击试样的轴线）
二、冲击试样的取样方法
1 母材样坯的切取 2 焊接接头冲击样坯的截取及缺口方向 3 缺口的加工 常用的冲击试样缺口加工方法有以 下几种： （1） 光学磨床加工方法 （2） 机加工方法 （3） 拉床加工方法 （4） 线切割加工方法
第三章 金属夏比缺口冲击试验
第二节 冲击试样
1 母材样坯的切取
钢材名称 圆钢 方钢 六角钢 工字钢 槽钢 角钢 乙字钢 T 形钢 球扁钢 扁钢