发布时间：2020-08-10 热度：
金属材料的冲击性能是指材料在冲击载荷作用下的力学行为，其作用主要有以下几个方面：
(1)评定材料的冶金质量和热加工质量。通过测定冲击吸收功和对冲击试样的断口分析，可揭示材料中是否含有夹渣、气泡、偏析、分层等冶金缺陷和过烧、过热、回火脆性等锻造、热处理缺陷，因为这些缺陷会使冲击吸收功明显下降。
(2)通过低温系列冲击试验可确定材料的低温脆变倾向和韧脆转变温度。
下面以金属材料常用的夏比冲击试验（Charpyimpacttest）来详细说明该实验的相关步骤及要求：
图1夏比冲击试验原理
一、试验原理
试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。将试样水平放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向。
然后将具有一定重量G摆锤举至一定高度H1，使其获得一定位能GH1。释放摆锤一次冲断试样，摆锤的剩余能量为GH2，则摆锤冲断试样失去的位能为GH1-GH2，此即为试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功(Ak)，单位为J。
由于大多数材料冲击值随温度变化，因此试验应在规定温度下进行。当不在室温下试验时，试样必须在规定条件下加热或冷却，以保持规定的温度。
二、试样要求
标准尺寸冲击试样长度为55mm，横截面为10mm10mm方形截面。在试样长度中间有V型或U型缺口，如试料不够制备标准尺寸试样，可使用宽度7.5mm、5mm或2.5mm的小尺寸试样，试样表面粗糙度Ra应优于5mm，端部除外。
夏比冲击试验试样有两种，V型缺口和U型缺口。V型缺口应有45夹角，其深度为2mm，底部曲率半径为0.25mm；U型缺口深度应为2mm或5mm(除非另有规定)，底部曲率半径为1mm。
图2夏比冲击试样
三、试验过程
1、检验试样的标识是否正确；
2、检查冲击摆锤、砧座是否磨损或损坏；
3、根据测试试样的产品标准确定摆锤刀刃半径；
4、对于低能量的小尺寸冲击试样（试样的宽度为7.5mm，5mm，2.5mm）应在砧座上放置适当厚度的垫片，以确保试样打击中心的高度为5mm；
5、试样冷却与保温：
5.1试验前，试样至少应保温5分钟，应将夹持试样的机械装置（比如夹钳）放在液浴中至少5分钟，并在两次试验的过程中将该装置放回到液浴中；
5.2试验时，应在5秒钟内将试样移送到试验机进行试验；
6、试样定位：缺口背面朝向冲击刀刃，且要居中，紧贴钳口，冲击结束后于显示器上读取吸收能量数据；
7、剪切断裂百分比的测量（选测）；
8、侧膨胀量的测量（选测）；
9、试验结束；
四.异常情况分析
1、如果试样没有断成两段：
1.1未断裂试样的冲击功小于试验机能力的80%的时候可以和断裂试样的冲击功值进行平均；
1.2如果冲击功超过了试验机能力的80%，并且试样在砧座上彻底断裂，则直接报告冲击功数值，而不与其他的数值进行平均；
2、如果试样没有在砧座上彻底断裂（比如，摆锤卡住），则应报告超过了试验机能力；
3、如果试样卡在试验机上，则应废弃此次测量结果并对试验机进行彻底检查，查看是否有损坏，因为这将影响到试验机的校准；
4、由于断电设备故障影响测试结果时，实验员应在24小时内通知客户，若试验仍未失效，测试记录应包括以下几点：中断日期及时间，故障描述，采取的纠正措施。
五、影响冲击试验结果的因素
金属材料的冲击韧性和脆性转变温度，对材料内部组织结构、宏观缺陷及试验条件很敏感。因此，影响冲击试验结果的因素很多。现仅就试验条件的影响做些简要分析。
1、试样的影响
用气焊烧割截取试样加工余量不足及机械加工中冷却液不足，造成试样金相组织变化，对Ak值有较大影响；在热处理过程中工艺控制不当，造成悦碳、氧化、过热、过烧等，都会严重影响材料的冲击性能。
试样尺寸精度、缺口形状，特别是V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。缺口处的表面粗糙度对低碳钢及塑性好的材料的冲击功影响不明显，但对高强度钢则影响较大。
取样方向不同，Ak也下同。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。
2、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。
3、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，因此，在测试工作中，应经常注意检查。
六、常用测试标准：
GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》
GB/T12778-2008《金属夏比冲击断口测定方法》
GB/T19748-2019《金属材料夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法》
ISO148-1:2016《金属材料夏比摆锤冲击试验--第1部分：试验方法》
HB5144-1996《金属室温冲击试验方法》
ASTME23-18《金属材料切口试棒冲击测试的试验方法》
百检网小编结语：夏比冲击试验就是是用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的试验。因其试样加工简便、试验时间短，试验数据对材料组织结构、冶金缺陷等敏感而成为评价金属材料冲击韧性应用*广泛的一种传统力学性能试验。
