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夏比沖擊試驗(yàn)（擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)）方法（國標(biāo)應(yīng)為GB/T229）

        夏比沖擊試驗(yàn)（夏氏沖擊試驗(yàn)）是一種常用的評定金屬材料韌性指標(biāo)的動態(tài)試驗(yàn)方法。通常是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，將坯樣加工成具有規(guī)定的缺口形式和幾何尺寸的試樣，測試缺口試樣在沖擊載荷下的沖擊吸收能量，以及斷口的剪切面積百分率和側(cè)膨脹值等。我國的夏比沖擊試驗(yàn)經(jīng)過三次修訂，的是2007年的修改。下面對GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》（等效采用ISO148-1：2006）予以介紹。

　　1、適應(yīng)范圍

　　GB/T229-2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法適應(yīng)于室溫、高溫以及低溫下金屬材料的V型和U型缺口沖擊試驗(yàn)。沖擊能量K或沖擊韌度值越大，越可以承受較大的沖擊載荷。一般把沖擊吸收能量低的材料稱為脆性材料，沖擊吸收能量高的材料稱為韌性材料。

　　2、試件要求

　　根據(jù)GB/T229-2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法，V型缺口試樣和U型缺口試樣的沖擊能量分別表示為KV和KU，并用下標(biāo)數(shù)字2和8表示擺錘刀刃半徑，如KV2，其單位為J（焦耳）。沖擊吸收能量的大小直接由試驗(yàn)機(jī)的刻度盤上讀出。

　　而用試樣缺口處的截面積S去除KV或KU，可得到材料的沖擊韌度指標(biāo)，用符號aK=K/S，其單位為KJ/m2或J/cm2。與k相比，aK沒有明確的物理意義，只是一種數(shù)學(xué)表達(dá)方法。所以，現(xiàn)在大多數(shù)沖擊吸收能量K作為材料韌性的判據(jù)。

　　標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊試樣的尺寸為55mm×10mm×10mm，在試樣中間有V型或U型缺口，并使其對稱面垂直于試樣縱向軸線，保證根部處沒有影響吸收能量的加工痕跡。如試樣料不夠制備標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣時(shí)，可使用寬度7.5mm、5mm或2.5mm的小試樣。

表1             GB/T229-2007 試驗(yàn)方法規(guī)定的試樣尺寸
參數(shù) V型缺口試件尺寸 U型缺口試件尺寸
試樣長度/mm 55±0.60 55±0.60
試樣高度/mm 10±0.075 10±0.11
試樣寬度/mm 10±0.11
7.5±0.11
5±0.06
2.5±0.04 10±0.11
7.5±0.11
5±0.06
2.5±0.04
缺口對稱面端部距離/mm 27.5±0.42注 27.5±0.42注
缺口角度/° 45±2 --
缺口半徑/mm 0.25±0.025 1±0.07
缺口底部高度/mm 8±0.075 8±0.09
5±0.09
試樣對稱面-試件軸角度/° 90±2 90±2
試樣對稱面試件縱向面間夾角/° 90±2 90±2
試樣表面粗糙度/μm Ra=5 Ra=5
注：對自動定位試樣的試驗(yàn)機(jī)，建議偏差用±0.165代替±0.42。

　　3、設(shè)備要求

　　GB/T229-2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法要求試驗(yàn)機(jī)應(yīng)按GB/T3808-2002或JJG145-2007進(jìn)行安裝及檢驗(yàn)，擺錘刀刃半徑應(yīng)為2和8mm，擺錘刀刃半徑的選擇應(yīng)參考相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

　　還要求試驗(yàn)前應(yīng)檢查擺錘空打時(shí)的回零差或空載能耗；并檢查砧座跨距，砧座跨距應(yīng)保證在40＋0.2mm以內(nèi)。

　　4、試驗(yàn)結(jié)果評定

　　GB/T229-2007試驗(yàn)方法規(guī)定：對于試驗(yàn)溫度有規(guī)定的，應(yīng)在規(guī)定溫度±2℃范圍進(jìn)行，如果沒有規(guī)定，室溫沖擊試驗(yàn)應(yīng)在23℃±5℃范圍進(jìn)行。根據(jù)即將修改的GB/T3098.1-20XX標(biāo)準(zhǔn)，高強(qiáng)度螺栓沖擊試驗(yàn)在－20℃下進(jìn)行，而風(fēng)電高強(qiáng)度螺栓在－40℃下進(jìn)行。

　　讀取每個(gè)試件的沖擊吸收能量，應(yīng)至少估讀到0.5J或0.5標(biāo)度單位（或兩者之間取zui小值）。試驗(yàn)結(jié)果至少應(yīng)保留兩位有效數(shù)字，修約方法按GB/T8170-2008執(zhí)行。

　　對于是試樣試驗(yàn)后沒有*斷裂，可以報(bào)出沖擊吸收能量，或與*斷裂試樣結(jié)果平均后報(bào)出。由于試驗(yàn)機(jī)打擊能量不足使試樣未*折斷時(shí)，吸收能量不能確定，試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)注明用×J的試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)，試樣未斷開。不同類型和尺寸試樣的試驗(yàn)結(jié)果不能直接對比和換算。

　　試驗(yàn)中如有下列情況之一時(shí)試驗(yàn)結(jié)果無效：誤操作、試樣打斷時(shí)有卡錘現(xiàn)象。

　　5、小結(jié)

　　夏比沖擊試驗(yàn)因其試樣加工簡便，試驗(yàn)時(shí)間短，試驗(yàn)數(shù)據(jù)對材料組織結(jié)構(gòu)、冶金缺陷等敏感而成為平價(jià)金屬材料沖擊韌性應(yīng)用zui廣泛的一種常用試驗(yàn)方法。主要用途如下：
　　①評價(jià)材料對大能量一次沖擊載荷下破壞的缺口敏感性。
　　②檢查和控制材料的冶金質(zhì)量和熱加工質(zhì)量。
　?、墼u定材料在高、低溫條件下的韌脆轉(zhuǎn)變特性。

相關(guān)JB-300B

Charpy impact test 是用以測定金屬材料抗缺口敏感性（韌性）的試驗(yàn)。制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣，使其具有U形缺口或V形缺口，在夏比沖擊試驗(yàn)機(jī)上處于簡支梁狀態(tài)，以試驗(yàn)機(jī)舉起的擺錘作一次沖擊，使試樣沿缺口沖斷，用折斷時(shí)擺錘重新升起高度差計(jì)算試樣的吸收功，即為Aku和Akv?？稍诓煌瑴囟认伦鳑_擊試驗(yàn)。吸收功值（焦耳）大，表示材料韌性好，對結(jié)構(gòu)中的缺口或其他的應(yīng)力集中情況不敏感。對重要結(jié)構(gòu)的材料近年來趨向于采用更能反映缺口效應(yīng)的V形缺口試樣做沖擊試驗(yàn)。