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

TM

TM 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 method

ISO 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 Materials

3 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。

备注：ISO 148-1-2016定义为在摩擦修正之后，采用摆锤冲击试验机冲断某一试样所需的能量。

注：用字母V和U表示缺口几何形状，用下标数值2或8表示摆锤刀刃半径，例如KV2。

3.2 高度、宽度、长度

开缺口面与其相对面之间的距离为高度，用h表示；

备注：ISO 148-1-2016定义为“宽度”，用w表示。

与缺口轴线平行且垂直于高度方向的尺寸为宽度，用w表示；

备注：ISO 148-1-2016定义为“厚度”，用B表示；厚度为与宽度垂直且与缺口平行的尺寸。

与缺口深度方向垂直的最大尺寸为长度，用l表示。

4 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。

5 试样

5.1 试样取样要求

试样样坯的切取和制备应按相关执行标准执行，采用国家标准试验时，按GB/T 2975-2018的规定执行。试样的制备应避免由于加工硬化或过热而影响金属的冲击性能。

5.2 试样的一般要求

标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mm×10mm方形截面。

试样的缺口有V型和U型。V型缺口应有45度夹角，其深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm；U型缺口深度应为2mm或5mm，底部曲率半径为1mm。

如果试料不够制备标准尺寸试样，可以制备小尺寸试样。试样的尺寸及偏差应符合GB/ T229-2007及ISO 148-1-2016中图2和表2之规定。

试样表面粗糙度Ra优于5μm，端部除外。试样缺口的制备应保证其缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹，

且缺口对称面应垂直于试样纵向轴线。

5.3 试样标记应尽量远离缺口，不应标在与支座、砧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。

5.4 本试验室试验前按相关标准要求检查试样尺寸，试样尺寸检查合格后在试样袋上盖上试样合格标记。每天需记录至少一件试样实际尺寸在[力学性能试样尺寸及形状复查记录]表上，记录内容为：试样缺口形状记录为合格，试样长度和横截面尺寸(H和W)记录实测值，另外，用国际标准试验时记录试样长度和横截面尺寸(W和B)。

5.5若采用ASTM E23 -18进行试验时，相关试样的要求如图1所示：

6 设备

6.1 冲击试验机应定期由相关部门检定。

6.2 摆锤刀刃

摆锤刀刃半径应为2mm和8mm两种。用符号的下标表示：KV2或KV8等。

7 试验

7.1 一般要求

试样应紧贴试验机砧座，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。

试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗。

试验前应检查砧座跨距，砧座跨距应保证在40+0.2mm以内，ASTM E23 -18标准中试样缺口对称面偏离两砧座间的中点应不大于1mm，砧座跨距应保证在40mm±0.05mm以内。

备注：在使用ISO 148-1-2016进行试验时，在首次试验的每一个实验日都应该检查摩擦吸收的能量，主要测定指针摩擦导致的能量损耗，轴承摩擦及摆锤摆动一半空气摩擦导致的损耗。

（1）、指针摩擦导致的能量损耗的测定方法：使用常规方法操作机器，但无需放置试样，并记录能量读数K1，然后无需重置指针进行二次试验，记录新的能量读数K2，因此，上升期间指针摩擦损耗等于P=K1-K2，若刻度单位为能量单位。

（2）、轴承摩擦及空气摩擦导致的损耗的测定方法：在测定K2之后，摆锤恢复到其初始位置，无需重置指针，释放无打击和震动的摆锤，使其来回十次半个摆动，在摆锤第11次半摆时，将指针移至5%刻度范围处，记录下K3值，一个半摆的轴承摩擦和空气阻力导致的能量损耗等于P′=1/10（K3-K2），这样测得的总摩擦损耗P+ P′不应超过0.5%的标称能量。

备注：ASTM E23 – 18标准中总摩擦损耗P+ P′不应超过0.4%的标称能量，如果百分比摩擦和风阻损失超过0.4%或者与先前测量值具有显著差异时，此时检查指示装置，闭锁高度和轴承磨损和损伤情况。然而，如果近期未使用过试验机，让摆锤摆动50到100个循环，在对试验机进行修理之前，重复百分比摩擦和风阻损失试验。。

7.2 试验温度

7.2.1对于试验温度有规定的，应在规定温度±2℃范围内进行。如果没有规定，室温冲击试验应在23℃±5℃（环境温度）范围进行。

备注：ASTM E23 -18标准中如果没有规定，室温冲击试验应在20℃±5℃（环境温度）范围进行。

7.2.2 当使用液体介质冷却试样时，试样应放置于一容器中的网栅上，网栅至少高于容器底部25mm，液体浸过试样的高度至少25mm，试样距容器侧壁至少10mm。应连续均匀搅拌介质以使温度均匀。介质温度应在规定温度±1℃以内，试样在规定温度下保持时间至少5min。但使用气体介质冷却时，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，试样应该在规定温度下至少保持20min。

备注：在使用ISO 148-1-2016进行试验时：

1、介质温度应保持在规定温度±1℃以内，保持至少5 min。

2、当使用气态介质调节（加热或冷却）试样时，试样应放置于一试验箱内，离最近表面至少50 mm。各个试样应间隔至少10mm。介质应不断地循环，同时应采用任何方便的方法达到规定的温度。测定介质温度的仪器应置于一组试样中间处。在试样从介质中移除用于试之前，气态介质温度应保持在规定温度±1℃以内，保持至少30 min。

7.2.3 对于试验温度不超过200℃的高温试验，试样应在规定温度±2℃的液池中保持至少10min。对于实验温度差过200℃的试验，试样应在规定温度±5℃以内的高温装置里保持至少20min。

ASTM E23 - 18标准规定在试样从介质中移除用于试之前，气态介质温度应保持在规定温度±1℃以内，保持至少30 min。