二、GB/T229-2007解读
冷却介质温度在规定温度±1℃内，液体介质保温时间至少为 5min，气体介质至少为20min。 液体介质中利用网栅存放试样，网栅至少高于容器底部25mm，液 体浸过试样的高度至少为25mm，试样据容器侧壁至少10mm，连 续均匀搅拌介质使温度均匀。 气体介质应注意试样据低温装置内表面及试样间保持足够的距离。 高温冲击试验： 低于200℃时在规定温度±2℃内保温至少10min； 低于200℃时在规定温度±5℃内保温至少20min；




二、GB/T229-2007解读
四、符号
二、GB/T229-2007解读
五、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。 由于大多数材料的冲击值随温度变化，因此试验应在规定温 度下进行。
• 高温冲击试验 • 低温冲击试验 • 室温冲击试验
试验报告 必要内容 • • • • • • • 可选内容
标准编号； • 试样相关资料； • 缺口类型； • 试样尺寸； • 试验温度； • 吸收能量类型KV2，KU8等； • 影响试验的异常情况。
试样取向 试验机标称能量 纤维面积 侧膨胀值 转变温度 未完全断裂试样数
二、GB/T229-2007解读
我公司冲击试验机： •JBW-500GD屏显式冲击试验机 •ZBC系列微机式金属摆锤冲击试验机
二、GB/T229-2007解读
我公司冲击试验机： •ZBC系列微机式金属摆锤冲击试验机
二、GB/T229-2007解读
八、试验程序 一般要求: 试验前检查砧座跨距，保持在40+0.2mm以内； 试验前检查摆锤空打时的回零差或空载能耗(±0.1%)； 试样紧贴试验机砧座，锤刃沿缺口对称面打击缺口背向，试样缺口 对称面偏离两砧座间的中点不应大于0.5mm。 试验温度： 应在规定温度±2℃内试验，如对温度没有规定，应在23±5℃ 范围进行。严格了室温冲击温度适用范围。
应注意以下几点： •对于低能量冲击试验需要使用垫片； •除端面外其余表面粗糙度优于5m； •缺口根部没有影响吸收能的加工痕迹； •缺口对称面垂直于试样纵向轴线； •试样标记应远离缺口，不应标在与支座，砧座或摆锤刀刃接触的面上。
二、GB/T229-2007解读
焊接冲击试样 焊接接头取样方法：焊接接头冲击试验时，试样缺口位置应按要求 开在焊缝、熔合线或热影响区，缺口轴线应垂直焊缝表面。
a) 测量断口晶状断裂部分（即“闪亮”部分）的长度和宽度，查表计算纤维断面 率；
二、GB/T229-2007解读
b) 使用图示的断口形貌卡与试样断口进行比较；
二、GB/T229-2007解读
c)将断口放大，并与预先制好的对比图进行比较，用求积仪测量的 纤维断面率（100%）减去晶状断面率计算； d)断口拍成放大照片，用求积仪测量纤维断面率（100%）减去晶 状断面率计算； e)用图像分析技术测量纤维断面率。
二、GB/T229-2007解读
六、试样
标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mm×10mm，在试样长度中间 有V型和U型缺口。备用尺寸试样可使用宽度分别为7.5mm，5mm，2.5mm的小 尺寸试样。 V型缺口夹角为45°，深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm， U型缺口深度为2mm或5mm，底部曲率半径为1mm。
二、GB/T229-2007解读
转变温度 转变温度Tt表征冲击吸收能量-温度曲线陡峭上升的部分。这部分一 般出现在较宽的温度范围，因此应用中转变温度要明确定义为一个 温度。可用如下几种判据规定转变温度：
侧膨胀值测量 用缺口根部的变形量来分析材料抵抗三轴应力断裂的能力。 断面相对侧的膨胀量代表压缩量（由于压缩变形测量困难）。 侧膨胀值=断面两侧最大膨胀值之和。 测量仪器：游标卡尺和图像分析仪。
二、GB/T229-2007解读
断口形貌测量
冲击试样断口上有纤维区、放射区（结晶区）和剪切唇。
不同温度下，上述三个区的相对面积不同；
试验机能量范围
试样吸收能量不应超过实际初始势能的80%，如果试样吸收能量超过此值，在试 验报告中应报告为近似值并注明超过试验机能力的80%。
二、GB/T229-2007解读
试样未完全断裂
对于试样试验后没有完全断裂，可以报出冲击吸收能量，或与完全断裂试样结果 平均后报出。
由于试验机打击能量不足，试样未完全断开，吸收能量不能确定，试验报告应注 明用×J的试验机试验，试样未断开。
试样卡锤
如果试样卡在试验机上，试验结果无效，应彻底检查试验机，否则试验机的损伤 会影响测量的准确性。
二、GB/T229-2007解读
断口检查和结果读取 试样标记不能在明显变形部位； 冲击吸收能量结果至少估读到0.5J，至少保留两位有效数据。 不同类型和尺寸试样的试验结果不能直接对比和换算。
二、GB/T229-2007解读
由于材料化学成分的统计性，韧脆转变温度实际上不是一个温度而是一个温度区 间。
二、GB/T229-2007解读
韧脆转变曲线
冲击吸收能量与温度曲线（KV-T曲线）表明，对于给定形状的试样，冲击吸收 能量是试验温度的函数，如图所示。通常曲线是通过拟和单独的试验点得到的。 曲线的形状和试验结果的分散程度取决于材料、试样形状和冲击速度。出现转变 区的曲线，具有转变区(1)、上平台(2)和下平台(3)。
结晶区的面积随温度变化而变化，一般结晶区面积百分比增大表示材料变脆。
二、GB/T229-2007解读
断口形貌测量
宏观：纤维区灰大小 微观：韧窝大小与深浅
穿晶断裂 解理面（晶面）断裂
二、GB/T229-2007解读
断口形貌测量
剪切断面率用来评定冲击试样的断口表面。其值越高，材料的韧性越好。大 多数夏比冲击试样的断口形貌为剪切和解理断裂的混合状态。 通常使用以下方法测定纤维断面率：
二、GB/T229-2007解读
三、术语 实际初始势能 KP—对试验机直接检验测定的值。 吸收能量K—由指针或其他指示装置示出的能力值
• KV2 、 KU2 － 2mm锤刃的冲击值。 • KV8 、 KU8 － 8mm锤刃的冲击值。
试样的几何尺寸
二、GB/T229-2007解读
冲击吸收功：规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折 断时所吸收的功 脆性断面率：脆性断口面积占试样断口总面积的百分率 冲击吸收功-温度曲线：在一系列不同温度的冲击试验中，冲击 吸收功与试验温度的关系曲线 韧脆转变温度：在一系列不同温度的冲击试验中，冲击吸收功急 剧变化或断口韧性急剧转变的温度区域
金属材料夏比摆锤冲击试验方法介绍
Charpy pendulum impact test method
李兴民
核电石化事业部
2012年3月
内容概况 一、夏比摆锤冲击试验简介 二、GB/T229-2007解读
三、回火脆转变温度
四、冲击试验标准对比
一、夏比摆锤冲击试验简介
缺口效应 实际生产中的机件，绝大多数都不是截面均匀而无变化的光滑 体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退 刀槽及焊缝等，这种截面变化的部位可视为“缺口”。由于缺 口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变 化，产生所谓“缺口效应”，从而影响金属材料的力学性能。
一、夏比摆锤冲击试验简介
夏比冲击试验结果分散性相对大的原因来自两方面： •试验因素； •材料结构。 从试验角度看，由于冲击试验是在动态力作用下进行的， 因此影响试验结果正确性和分散性的因素很多，试验方法标准 化的目的就是对各种影响冲击试验结果的因素进行限定，以得 到准确的和可比较的试验结果。
二、GB/T229-2007解读
二、GB/T229-2007解读
试验保温介质
试验温度,℃ >200 200～>35 <10～0
介质 空气加热 高温油 水+冰
0～-70
-7水乙醇+液氮 液氮
二、GB/T229-2007解读
试样转移
对高低温冲击试验规定试样从装置中移出至打断时间应不大于5秒。 使用V型缺口自动对中夹钳转移试样，与试样一起保温。 为保证试样在打击瞬间温度处于规定范围，建议采用过冷或过热法补偿温度损失 值。
一、夏比摆锤冲击试验简介
夏比冲击试验(Charpy Impact Test)是用以测定金属材料抗缺口 敏感性(韧性)的试验。制备有一定形状和尺寸的金属试样(通常 为10×10×55mm)，使其具有U形缺口或V形缺口，在夏比冲 击试验机上处于简支梁状态，以试验机举起的摆锤作一次冲击， 使试样沿缺口冲断，用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的 吸收功，即为Aku(U型缺口)和Akv(V型缺口)。可在不同温度下 作冲击试验。吸收功值(焦耳)大，表示材料韧性好，对结构中 的缺口或其他的应力集中情况不敏感。
一、夏比摆锤冲击试验简介
冲击试验
一种动态力学性能试验，主要用来测定冲断一定形状的试样所消耗的功，又叫冲 击韧性试验。(加载速度) 冲击试验机（摆锤式和落锤式） ：手动冲击试验机、半自动冲击试验机、全自 动冲击试验机。 根据试样形状和破断方式，冲击试验分为弯曲冲击试验、扭转冲击试验和拉伸冲 击试验三种。 横梁式弯曲冲击试验法（charpy）操作简单，应用最广。 在工程上主要是用它评定冶金质量和加工工艺质量，以及测定韧脆性转变温度。 为表征加载速率和缺口效应对金属材料韧性的影响，需要进行缺口试样的冲击弯 曲试验。
二、GB/T229-2007解读
低温脆性
体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程上常用 的中、低强度结构钢（铁素体－珠光体钢），在试验温度低于某一温度tk时，会 由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿 晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是所谓的低温脆性现象。