標(biāo)準(zhǔn)試件的沖擊韌性測(cè)試方法

1、沖擊強(qiáng)度 impact strength（1） 沖擊強(qiáng)度用于評(píng)價(jià)材料的抗沖擊能力或判斷材料的脆性和韌性程度，因此沖擊強(qiáng)度也稱(chēng)沖擊韌性。（2） 沖擊強(qiáng)度是試樣在沖擊破壞過(guò)程中所吸收的能量與原始橫截面積之比。（3） 沖擊強(qiáng)度根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備不同可分為簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度、懸臂梁沖擊強(qiáng)度.(4) 沖擊強(qiáng)度的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)主要有ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（GB參照ISO）及美國(guó)材料ATSM標(biāo)準(zhǔn)，GB為1943-2007為最新標(biāo)準(zhǔn)，ATSM 標(biāo)準(zhǔn)為D-256標(biāo)準(zhǔn)，具體區(qū)分如下：GB: 是試件在一次沖擊實(shí)驗(yàn)時(shí)，單位橫截面積（m2）上所消耗的沖擊功（J），其單位為MJ/m2。ATSM:它反映了材料抵抗裂紋擴(kuò)展和抗脆斷的能力,單位寬度所

2、消耗的功，單位為J/m。(5)設(shè)備區(qū)分：懸臂梁沖擊方向中間有撞針，簡(jiǎn)支梁沖擊方向垂直面有凹?jí)K，正面形狀為一凹形擺錘。(6)缺口區(qū)分：缺口一般分為四種，有V型口和U型口兩種，每種根據(jù)簡(jiǎn)短圓弧半徑又分為兩種。(7)樣條區(qū)分：GB：一般為 80*10mm 樣條 以及63.5*10mm 樣條 缺口為2mm，也有63.8*12.7mm樣條ATSM:一般為63.5*12.7mm 缺口剩余寬度為 10.16mm （國(guó)內(nèi)有用80*10樣條）(8)測(cè)試公式：GB: a=W / (h*d) 單位KJ/m ATSM: a= W /d 單位：J/ma:沖擊強(qiáng)度W :沖擊損失能量h：缺口剩余寬度 d：樣條厚度因此，GB

3、與ATSM之間不可以等同測(cè)量，但從測(cè)量公式可總結(jié)經(jīng)驗(yàn)公式：GB數(shù)值*10.16或8（錯(cuò)誤樣條）=ATSM數(shù)值，也可以由實(shí)際測(cè)量來(lái)總結(jié)比值。沖擊韌性實(shí)驗(yàn)大綱1用擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，沖擊簡(jiǎn)支梁受載條件下的低碳鋼和鑄鐵試樣，確定一次沖擊負(fù)載作用下折斷時(shí)的沖擊韌性ku2通過(guò)分析計(jì)算，觀察斷口，比較上述兩種材料抵抗沖擊載荷的能力沖擊韌性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)衡量材料抗沖擊能力的指標(biāo)用沖擊韌度來(lái)表示。沖擊韌度是通過(guò)沖擊實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定的。這種實(shí)驗(yàn)在一次沖擊載荷作用下顯示試件缺口處的力學(xué)特性(韌性或脆性)。雖然試驗(yàn)中測(cè)定的沖擊吸收功或沖擊韌度,不能直接用于工程計(jì)算，但它可以作為判斷材料脆化趨勢(shì)的一個(gè)定性指標(biāo),還可作為檢驗(yàn)材質(zhì)熱處

4、理工藝的一個(gè)重要手段.這是因?yàn)樗鼘?duì)材料的品質(zhì)、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感，而這點(diǎn)恰是靜載實(shí)驗(yàn)所無(wú)法揭示的。一沖擊實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型及名稱(chēng)測(cè)定沖擊韌度的試驗(yàn)方法有多種。國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家所使用的常規(guī)試驗(yàn)為簡(jiǎn)支梁式的沖擊彎曲試驗(yàn)。在室溫下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)一般采用GB/T229-1994標(biāo)準(zhǔn)金屬夏比沖擊試驗(yàn)方法，另外還有“低溫夏比沖擊實(shí)驗(yàn)”，“ 高溫夏比沖擊實(shí)驗(yàn)”。由于沖擊實(shí)驗(yàn)受到多種內(nèi)在和外界因素的影響。要想正確反映材料的沖擊特性，必須使用沖擊實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，為此我國(guó)制定了金屬材料沖擊實(shí)驗(yàn)的一系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（例如GB2106、GB229-84、GB4158-84、GB4159-84）。本次實(shí)驗(yàn)介紹“金

5、屬夏比沖擊實(shí)驗(yàn)”（即GB/T229-1994）測(cè)定沖擊韌度。二實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定低碳鋼和鑄鐵兩種材料的沖擊韌度，觀察破壞情況，并進(jìn)行比較。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 沖擊試驗(yàn)機(jī)2. 游標(biāo)卡尺 圖2-26 沖擊試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖四試樣的制備若沖擊試樣的類(lèi)型和尺寸不同，則得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能直接比較和換算。本次試驗(yàn)采用U型缺口沖擊試樣。其尺寸及偏差應(yīng)根據(jù)GB/T229-1994規(guī)定，見(jiàn)圖2-27。加工缺口試樣時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其形狀尺寸精度以及表面粗糙度。試樣缺口底部應(yīng)光滑無(wú)與缺口軸線(xiàn)平行的明顯劃痕。 圖2-27 沖擊試樣五實(shí)驗(yàn)原理沖擊試驗(yàn)利用的是能量守恒原理，即沖擊試樣消耗的能量是擺錘試驗(yàn)前后的勢(shì)能差。試驗(yàn)時(shí)，把試樣放在圖2

6、28的B處，將擺錘舉至高度為H的A處自由落下，沖斷試樣即可。擺錘在A處所具有的勢(shì)能為：E=GH=GL(1-cos) (2-12)沖斷試樣后，擺錘在C處所具有的勢(shì)能為：E1=Gh=GL(1-cos)。 (2-13)勢(shì)能之差E-E1,即為沖斷試樣所消耗的沖擊功AK:AK=E-E1=GL(cos-cos) (2-14) 式中，G為擺錘重力（N）；L為擺長(zhǎng)（擺軸到擺錘重心的距離）（mm）；為沖斷試樣前擺錘揚(yáng)起的最大角度；為沖斷試樣后擺錘揚(yáng)起的最大角度。圖2-28 沖擊試驗(yàn)原理圖六實(shí)驗(yàn)步驟1. 測(cè)量試樣的幾何尺寸及缺口處的橫截面尺寸。2. 根據(jù)估計(jì)材料沖擊韌性來(lái)選擇試驗(yàn)機(jī)的擺錘和表盤(pán)。3. 安裝試樣。如圖229所示。4. 進(jìn)行試驗(yàn)。將擺錘舉起到高度為H處并鎖住，然后釋放擺錘，沖斷試樣后，待擺錘揚(yáng)起到最大高度，再回落時(shí)，立即剎車(chē)，使擺錘停住。5. 記錄表盤(pán)上所示的沖擊功AKU值.取下試樣，觀察斷口。試驗(yàn)完畢，將試驗(yàn)機(jī)復(fù)原。6. 沖擊試驗(yàn)要特別注意人身的安全。七實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理1.計(jì)算沖擊韌性值KU.KU =(J/cm2) (2-15)式中,AKU為U型缺口試樣的沖擊吸收功(J)