二、试验原理
一、试验原理； 落锤试样以简支梁的形式加载，试样拉伸一面 堆焊一层脆性合金焊道，并开一缺口以诱发裂纹。 试验时将冷却到一定温度并保温一定时间的试样放 置在支梁上进行打击，根据不同的温度试样开裂情 况，判断材料的无塑性转变温度（ＮＤＴ） 二、试样； 1、 P-1 2、 P-2 3、 P-3
十二、冲击试样的断口分析
一般来讲： 冲击功高的试样，断口为韧性断口，断 面呈暗灰色，无光泽。 冲击功低的试样，断口为脆性断口，断 面有光亮的晶粒状。
所谓断面晶状率即是有光亮晶粒状的脆 性断口面积与总断口面积之比，并乘以 100%。
12.1
冲击试样的断口形貌
冲击试样的断口三要素 1、剪切唇区 2、4纤维区 3、放射区
2 仪器化冲击试验的本质
常规夏比冲击仅能得到打断时的冲击吸收 功，仪器化冲击可以得到整个断裂过程的力和 位移关系，可显示冲击过程中裂纹的萌生、扩 展、断裂的变形特性。
.
仪器化冲击试验机
二 术语

力的表征
屈服力Fgr 最大力Fm 不稳定裂纹扩展起始力Fiu 不稳定裂纹扩展终止力Fa

位移的表征
α β
AK=AE+AD+AF
例题：

已知冲击试验机的摆锤重量20kg，摆长1m，试验起 始扬角120度，冲击试样后的扬起角度30，求试样 的冲击吸收功AK。 （ cos120 1 / 2 cos 30 3 / 2 ）
解：Ak=FL（ cosβ -cosα ） = 20kg×1m（ cos30 - cos120 ） =268（J）
C、D、E型曲线
共同特点：试验中最大力前出现塑性变形，在此 阶段不同程度的稳定和不稳定裂纹扩展。就稳定 裂纹扩展的比例而言，E类曲线较大，D类曲线次 之，C类较少。
F型曲线
特点：试验中达到最大力后，力下降较缓慢， 此类曲线不出现裂纹不稳定扩展起始和终止点， 裂纹具有稳定扩展的特性，表现为韧性材料的 特点。
.
十三、冲击试验温度控制装置
1.高温控制装置 a 热敏元件 b 控制回路 c 主回路 d 加热炉
高低温控制系统
2.冷却介质:液体 . 气体 . 压缩机制冷
水 + 冰 乙醇+干冰 无水乙醇+液氮 纯液氮 0~10 ℃ 0~-70 ℃ ℃ -70~-105 ℃ -195 ℃
十四、
冲击试验操作技术
1、化学成分； 2、热处理； 3、取样方向； 4、试验温度； 5、材料的缺陷； 6、试样的形状和表面粗糙度； 7、试样缺口不对中对试验结果的影响；
GB/T19748-2005
钢材夏比V型缺口摆锤冲击试验 仪器化试验方法 技术内容说明
一. 特 点 及 意 义
1. 与常规夏比冲击试验方法比较
通过测量冲击过程中的力-位移曲线，用 曲线下的面积计算试样在断裂时的特性及冲击 吸收功。

试样型号及尺寸
如无特殊规定，试样采用P2或P3型号， 其尺寸在符合ASTM E208标准的情况下，无 其他特殊情况，P2或P3型号试样尺寸如下：
P1型试样：360±0.5×90±0.5×25±0.5 P2型试样：130±0.5×50±0.5×19±0.5 P3型试样：130±0.5×50±0.5×16±0.5
10mm×10mm×55mm试样图
九、 缺口试样的意义

缺口产生的三个效应： 1）应力集中和应变集中 2）应力状态的改变 3）约束引起的强化和脆化
十、 试样缺口的加工及检查
1 缺口加工方法
定型砂轮磨制 铣床加工 拉床加工 线切割加工
2 缺口的检查
缺口深度 根部曲率半径 缺口角度
十一、 冲击试验结果处理
4、脆性断面率的测定
（1）对比法 （2）游标卡尺测量法 （3）数字图象法 （4）放大测量法 （5）卡片测量法
5、侧膨胀值的测量
（1）侧膨胀仪测量法
（2）投影仪测量法 （3）游标卡尺测量法
五.
FATT50曲线
十六、冲击试验的影响因素
（一）试样的影响 热处理过程中工艺控制不当，造成脱 碳、氧化、过热、过烧等都会使AK值偏 低。试样尺寸精度、缺口形状，特别是, 形缺口底部弧度半径甚小，稍有偏差对 试验结果将产生较大的影响。取样方向 不同，AK值也不同。沿轧制方向取样， AK值偏高；沿垂直于轧制方向取样，AK 值偏低。
a
b
力－时间法 位移传感器
四. 曲 线 特 性 点（图 2）
1、 a－屈服特性点
2、 b－最大力点
3、 c－裂纹扩展起点
4、 d－裂纹扩展终点
5、 e －零力值点
力-位移曲线图
F
屈服力 最大力 Fm
. .a
塑性
b
Fgy
.c
不稳定裂纹扩展起始力Fiu
弹性 屈服位移Biblioteka 扩展最大力时的位移
.不稳定裂纹扩展终止力Fa
五、试验操作要点
1、试验前应检查摆锤空打指针是否对零。 2、试样尺寸检查，所用量具精度不底于0.02mm。 3、试样应紧贴支座放置，并使摆锤刀刃打击背向缺 口的一面。 4、对每种条件下的材料试验应不少于3个试样。 5、常温冲击试验温度一般为10~35℃，对于试验温度 要求严格应在20±2℃
.
六、

指针式冲击试验机
2.1摆锤冲击试验机组成
1、 机架； 2、 摆锤； 3、试样支座； 4、指示装置及摆锤释放； 5、制动和提升机构；
2.2 摆锤冲击试验机分类
1、自动或手动 2、表盘或数显 指示装置的分辨率（指针宽度与分刻度线中心距之比： 1：4、 1：5 、1：10），分度值应不大于标称能量 的1/100，分度间隔不小于2.5mm。 3、按打击能量分： 低能量级 ＜ 30J 中能量级 ≥30J＜110J 高能量级 ≥110J ＜220J 超高能量级 ≥220J
一、金属力学性能试验方法标准概述


拉伸试验 硬度试验 延性试验 韧性试验 疲劳试验 金属冲击试验标准是力学试验标准范围 中重要的一部分。
二、金属夏比冲击试验方法的标准
GB /T229-1984 《金属夏比（V型缺口）冲击试验方法》 GB /T2106-1980 《金属夏比（U型缺口）冲击试验方法》 GB /T4159-1984 《金属低温夏比冲击试验方法》 GB /T5775-1986 《金属高温夏比冲击试验方法》 GB /T229-1994 将以上四个标准合并成为一个标准，使试验方法统一，便 于标准的贯彻执行。
（三） 打击瞬间温度的保持
1 直冲法 液体介质：2s内转移完毕 气体介质：1s内转移完毕 2 高温冲击试验－过热法 转移试样 在3～5s内完成 过热温度补偿 3 低温冲击试验－过冷法 转移试样3～5s内完成 过冷温度补偿
十五
韧脆转变温度的测定
1 韧脆转变温度 2 韧脆转变温度测定 1） 能量测定法 （ETTn） －温度曲线上下平台ｎ区间所对应的温度． 2） 断口测定法 （ＦＡＴＴｎ） －脆性断面率ｎ所对应的温度． 3） 侧膨胀值测定法 （ＬＥＴＴ） －温度曲线上下平台ｎ区间规定侧膨胀所对应 的温度．
.
零力值点e 总位移St
扩展
Sgy
.
Sm
0
不稳定裂纹扩展终止位移Sa
.
.
S
五.曲线类型
根据材料韧脆特性规定了6种类型曲线：
1
2
脆 性 类 型（A型和B型）
过 渡 类 型（C、D、E型）
3
韧 性 类 型（F型）
A型和B型曲线
共同特点：试验中最大力前不产生屈服，在缺口 处产生裂纹后急速不稳定扩展至断裂，表现为脆 性材料特性。
过热温度℃ 1～5 5～10 10～15 15～20 20～25 25～30 30～40 40～50
落锤试验


1、术语； 所谓无塑性转变温度NDT -----含有小裂纹的钢材在动态加载屈服下发生 脆断的最高温度。 2、标准 GB/T6803-1986
《铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验》
AK=E1-E2 Ak=G（H1-H2） E1摆锤的初始能量 G摆锤所受重力N E2摆锤打击试样后的能量 H1、H2为冲击前后摆锤高度mm
Ak=FL（ cosβ-cosα ） AE消耗于试样弹性变形的 F摆锤所受重力N 弹性功J L摆长mm AD消耗于试样塑性变形的 α冲击前摆锤的落角 塑性功J β冲击后摆锤的升角 AF消耗于裂纹扩展的 扩展功J
冲击吸收功AK的意义
AK是冲断试样所消耗的总功，或试样断裂前 所吸收的能量，其物理意义是很明确的。缺点在 冲击过程中试样弹性、塑性及断裂特性。
6.1
aK的取消
aK则物理意义就不明确了。因为，冲断试样时 所消耗的能量并非沿试样截面均匀分布，而是主 要被缺口附近的体积吸收，缺口附近与缺口远处 吸收的能量在数值上相差极大；此外，吸收能量 的是体积而不是面积。
三、金属夏比冲击试验
第一节

金属夏比冲击试验的用途
1 选材及新材料研制 2 冶金产品检查控制


3 工艺质量监督
4 各种条件下韧性评定 5 冶金产品交货重要指标之一


四、适用范围及试验原理
1 冲击试验温度： 室温：10℃-35℃ 低温＜ 10℃ 高温＞ 35℃ 2 冲击试样的缺口类型及槽深 V缺口 U缺口两种 2mm V缺口 2mm、 3mm（DVM） 5mm U缺口 • 试验原理： 用扬起一定高度的摆锤一次性打击处于简支粱 状态的缺口试样，测定试样折断时所吸收的功。
（二）试验温度的影响
试验温度对某些脆性转变温度范围较 窄的材料的AK值影响较大，从室温到低温 会出现AK值降低，并当温度下降到某一值 时，AK值会突然下跌很多。 从室温到高温，一般随温度升高而AK值增加。
（三）试验机和操作的影响 一般地讲，摆锤的功能和速 度越大，试样破断所吸收的能量越 小，脆性转变温度也越高。 试样放置缺口不对中，AK值偏高。 试验前应检验指针是否对“0”。 如果过“0”会使AK值偏低； 没过“0”会使AK值偏高。