金屬材料在使用過(guò)程中，除了需要具備足夠的強(qiáng)度和塑性外，還必須具備足夠的韌性。韌性是指材料在彈性變形、塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力，是衡量金屬材料綜合性能的重要指標(biāo)之一。
為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)金屬材料的韌性，GB/T 229-2020《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》成為了一種常用且重要的測(cè)試方法。
本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的原理、試樣要求、檢測(cè)步驟及所需儀器進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，以幫助讀者更好地理解和應(yīng)用這一試驗(yàn)方法。
一、試驗(yàn)原理
夏比沖擊試驗(yàn)是用以測(cè)定金屬材料抗缺口敏感性(韌性)的試驗(yàn)。將規(guī)定幾何形狀的缺口試樣置于試驗(yàn)機(jī)兩支座之間，缺口背向打擊面放置，用擺錘一次打斷試樣，測(cè)定試樣的吸收能量。
二、測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 229-2020《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)
三、檢測(cè)儀器
1、沖擊試樣缺口液壓拉床
沖擊試樣缺口液壓拉床用于精確加工金屬試樣的缺口，使其符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸和形狀，然后將這些試樣放入擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行沖擊測(cè)試，從而評(píng)估材料的韌性和抗缺口敏感性。
2、微機(jī)控制擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)
四、測(cè)試流程
步驟一、制樣
1、標(biāo)準(zhǔn)尺寸沖擊試樣
使用沖擊試樣缺口液壓拉床，將標(biāo)準(zhǔn)尺寸(55×10×10)mm的試樣固定在工作臺(tái)上，根據(jù)需要選擇V型或U型刀具，調(diào)整切割深度和角度，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行切割，確保缺口符合標(biāo)準(zhǔn)。
尺寸為(55×10×10)mm，中間有V型或U型缺口。
V型缺口應(yīng)有45°夾角，深度為2mm，底部曲率半徑為0.25mm。
U型缺口深度一般為2mm或5mm，底部曲率半徑為1mm。
2、試樣類型和小尺寸試樣
選擇試樣類型應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)材料的產(chǎn)品技術(shù)條件、材料的服役狀態(tài)和力學(xué)特性。
一般情況下，尖銳缺口和深缺口試樣適用于韌性較好的材料。
當(dāng)試驗(yàn)材料厚度<10mm時(shí)，可選擇寬度為7.5mm、5mm或2.5mm的小尺寸試樣，其他尺寸與標(biāo)準(zhǔn)試樣相同，缺口開(kāi)在試樣的窄面上。
3、沖擊樣坯的切取
應(yīng)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或GB2975的規(guī)定執(zhí)行，試樣的制備應(yīng)避免由于加工硬化或過(guò)熱而影響金屬的沖擊性能。
4、檢查空擊指針回零和能量損失
在擺錘處于掛擺狀態(tài)時(shí)，將指針撥至最大能力值，不放試樣的情況下按“沖擊"，查看指針能否轉(zhuǎn)至零刻線處，回零差不應(yīng)超過(guò)最小分度值的四分之一。
檢查能量損失時(shí)，不放試樣的情況下作沖擊試驗(yàn)。當(dāng)擺錘第一次擺到最高點(diǎn)時(shí)，用手迅速將指針撥回標(biāo)度盤(pán)的最左邊位置，待擺錘第二次將指針推到標(biāo)度盤(pán)的右邊后，記下指針指示的數(shù)值，兩次之差除以2，即為擺動(dòng)過(guò)程中消耗于摩擦阻力的能量。對(duì)于300J的擺錘，能量損失不應(yīng)大于1.5J；對(duì)于150J的擺錘，能量損失不應(yīng)大于0.75J。
5、放置試樣
將試樣缺口背面對(duì)向擺錘刀刃，放到擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)下方。
調(diào)整試樣位置，使其正中放置在支座上。
6、開(kāi)始試驗(yàn)
確保一切準(zhǔn)備就緒后，按照“取擺－退銷－沖擊－自動(dòng)掛擺"的步驟進(jìn)行試驗(yàn)。
重復(fù)3次，記錄讀數(shù)。
沖擊試驗(yàn)完畢后，可直接從標(biāo)度盤(pán)上讀取消耗于沖擊試樣的功的數(shù)值，無(wú)需另行計(jì)算。
步驟二、試驗(yàn)操作要點(diǎn)
1、實(shí)驗(yàn)前
試驗(yàn)溫度應(yīng)在10~35℃（通常所稱的室溫）范圍內(nèi)，對(duì)于韌性對(duì)溫度變化敏感的材料，應(yīng)在20℃±2℃進(jìn)行。
用最小分度值不大于0.02mm的量具測(cè)量試樣的寬度、厚度和缺口處厚度；用光學(xué)投影儀檢查缺口尺寸是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
進(jìn)行空打試驗(yàn)，釋放擺錘并讀取零點(diǎn)附近的被動(dòng)指針示值，會(huì)零差不應(yīng)超過(guò)最小分度值的1/4。
2、操作過(guò)程中
試樣應(yīng)緊貼支座放置，使試樣缺口背面朝向擺錘刀刃。
用專用的對(duì)中夾鉗或定位規(guī)確保缺口對(duì)稱面位于兩支座對(duì)稱面上，偏差不應(yīng)大于0.5mm。
將擺錘揚(yáng)起至預(yù)揚(yáng)角位置并鎖住，把從動(dòng)指針撥到最大沖擊能量位置，放好試樣，確認(rèn)擺錘擺動(dòng)危險(xiǎn)區(qū)無(wú)人后，釋放擺錘使其下落打斷試樣。
讀取被動(dòng)指針在示值度盤(pán)上的數(shù)值，或數(shù)字顯示裝置的顯示值，即為沖擊吸收功。
每種材料的試樣數(shù)量不少于3個(gè)，以確保結(jié)果的可靠性。
步驟三、試驗(yàn)中常遇情況的處理
由于試驗(yàn)機(jī)打擊能量不足使試樣未wan全折斷時(shí)，試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)之前加大于符號(hào)“＞"，其他情況則應(yīng)注明“未折斷"
試驗(yàn)后試樣斷口有肉眼可見(jiàn)裂紋或缺陷時(shí)，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。
試驗(yàn)中如出現(xiàn)誤操作，或試樣打斷時(shí)有卡錘現(xiàn)象時(shí)，此時(shí)得到的結(jié)果已不準(zhǔn)確，因此試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效，應(yīng)重新補(bǔ)做試驗(yàn)。
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