金屬夏比沖擊試驗

1、第六章金屬夏比沖擊試驗工程中，還有許多機件是快速加載即沖擊載荷及低溫條件下工作的，如：汽車在凸 凹不平的道路上行駛；飛機的起飛和降落；材料的壓力加工等；其性能將與常溫、靜載的 不同。金屬材料在使用過程中除要求足夠強度和塑性外，還要求有足夠的韌性。1 .韌性的定義：就是材料在彈性變形、塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌 性好的材料在服役條件下不至于突然發(fā)生脆性斷裂，從而使安全得到保證。2 .韌性的分類：分為靜力韌性、沖擊韌性和斷裂韌性。沖擊韌性（即在沖擊載荷下材料塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力）的試驗方 法。缺口 '沖擊載荷 卜使塑性變形得不到充分發(fā)展，更靈敏地反映材料的變脆傾向

2、。降低溫度J（脆斷趨勢）三.夏比沖擊試驗的優(yōu)缺點：更比沖擊試驗是由法國工程師夏比 （Charpy）建立起來 的，雖然試驗中測定的沖擊吸收功 Ak值缺乏明確的物理意義，不能作為表征金屬制件實 際抵抗沖擊載荷能力的韌性判據(jù)，但因其試樣加工簡便、試驗時間短，試驗數(shù)據(jù)對材料組 織結(jié)構(gòu)、冶金缺陷等敏感而成為評價金屬材料沖擊韌性應(yīng)用最廣泛的一種傳統(tǒng)力學(xué)性能試 驗。4 .夏比沖擊試驗的主要用途：1 .評價材料對大能量一次沖擊載荷下破壞的缺口敏感性。零部件截面的急劇變化從廣義上都可視作缺口，缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中，使材料的應(yīng)力狀態(tài)變硬，承受沖擊能量的 能力變差。由于不同材料對缺口的敏感程度不同， 用拉伸試驗中測

3、定的強度和塑性指標(biāo)往 往不能評定材料對缺口是否敏感，因此，設(shè)計選材或研制新材料時，往往提出沖擊韌性指 標(biāo)。2 .檢查和控制材料的冶金質(zhì)量和熱加工質(zhì)量。通過測量沖擊吸收功和對沖擊試樣進 行斷口分析，可揭示材料的夾渣、偏析、白點、裂紋以及非金屬夾雜物超標(biāo)等冶金缺陷； 檢查過熱、過燒、回火脆性等鍛造、焊接、熱處理等熱加工缺陷。3 .評定材料在高、低溫條件下的韌脆轉(zhuǎn)變特性用系列沖擊試驗可測定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，供選材時參考，使材料不在冷脆狀態(tài)下工作，保證安全。而高溫沖擊試驗是用 來評定材料在某些溫度范圍如藍(lán)脆、重結(jié)晶等條件下的韌性特性。5 .標(biāo)準(zhǔn)按其服役工況有:簡支梁下的沖擊彎曲試驗(更比沖擊試驗)懸

4、臂梁下的沖擊彎曲試驗(艾氏沖擊試驗)GB/T4158 1984沖擊拉伸試驗沖擊扭轉(zhuǎn)試驗更比沖擊試驗按試驗溫度可分為高溫、低溫和常溫沖擊試驗，按試樣的缺口類型可 分為V型和U型兩種沖擊試驗?，F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T229- 1994金屬夏比缺口沖擊試驗方 法將以上所涉及的試驗方法統(tǒng)一合并在一個標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，更加便于執(zhí)行。第一節(jié) 沖擊試驗原理更比沖擊試驗是將具有規(guī)定形狀、尺寸和缺口類型的試樣，放在沖擊試驗機的試樣 支座上，使之處于簡支梁狀態(tài)。然后用規(guī)定高度的擺錘對試樣進行一次性打擊，如圖 6-1 所示，實質(zhì)上就是通過能量轉(zhuǎn)換過程，測量試樣在這種沖擊下折斷時所吸收的功。圖6-1夏比沖擊試驗原理試樣的沖擊吸收

5、功在試驗中用擺錘沖擊前后的位能差測定：A k = A A(6-1)A = FH1 = FL 1 - cos：(6-2)A1 -FH 2 - FL 1 - cos 一： (6-2)式中A擺錘起始位能，J;Ai擺錘打擊試樣后的位能，J。如不考慮空氣阻力及摩擦力等能量損失，則沖斷試樣的吸收功為AK = F L COS - - COS 二(6-4)式中F 擺錘白重力，N;L擺長(擺軸至錘重心之間的距離)，mma沖擊前擺錘揚起的最大角度，弧度；B 沖擊后擺錘揚起的最大角度，弧度。第二節(jié)夏比沖擊試樣與試驗設(shè)備一、沖擊試樣標(biāo)準(zhǔn)更比缺口沖擊試樣的結(jié)構(gòu)示意圖見圖 6-2圖6-4。1 .沖擊彎曲試驗試樣的種類：更

6、比v型缺口沖擊試樣缺口試樣 <（我國以前稱夏氏試樣）更比u型缺口沖擊試樣，缺口深度分別為 2和5mmW種（我國以前稱梅氏試樣）無缺口沖擊試樣：適用于脆性材料（球鐵、工具鋼、淬火鋼等）2 .沖擊試樣開缺口的目的 是:使缺口附近造成應(yīng)力集中，保證在缺口處破斷。缺口的深度和尖銳程度對沖擊吸收功影響顯著。缺口越深、越尖銳，人值越小，材料表現(xiàn)的脆性越大。所以，不同類型和尺寸試樣的 A值不能相 互換算和直接比較。35 *460標(biāo)準(zhǔn)夏比甲組缺口沖擊試樣圖苫3”口解爆為？110+ MO-閨者缺口舞雇到5 numJL | Q” HLI型磋口沖擊試林3 .試樣類型的選擇原則：一般情況下，尖銳缺口和深缺口試樣

7、適用于韌性較好的材料 。當(dāng)試驗材料的厚度在lOmm以下而無法制備標(biāo)準(zhǔn)試樣時，可采用寬度7.5mm或5mm 等小尺寸試樣。小尺寸試樣的其他尺寸及公差與相應(yīng)缺口的標(biāo)準(zhǔn)試樣相同。缺口應(yīng)開在試樣窄面上。缺口幾何參數(shù)的影響：a由于沖擊試樣的缺口深度、缺口根部曲率半徑及缺口角度決定缺口附近的應(yīng)力集中程度從而影響該試樣的沖擊吸收功，試驗前應(yīng)檢查這幾個尺寸參數(shù)。b缺口底部表面質(zhì)量 缺口底部應(yīng)光滑，不應(yīng)出現(xiàn)與缺口軸線平行的加工痕跡和劃痕 缺口底部表面粗糙度參數(shù) Ra應(yīng)不大于1.6 pm試驗前應(yīng)對試樣進行適當(dāng)?shù)?標(biāo)記，以避免混淆，但標(biāo)記的位置不應(yīng)影響試樣的支 承和定位，并且應(yīng)盡量遠(yuǎn)離缺口。'試樣缺口軸線圖

8、6-5試樣缺口方向示意圖焊接接頭沖擊試樣的形狀和尺寸與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試樣相同，但其缺口軸線應(yīng)當(dāng)垂直焊 縫表面，如圖6-5所示。試樣的缺口按試驗要 求可分別開在焊縫、熔合線或熱影響區(qū)，其中 開在熱影響區(qū)的缺口軸線與熔合線的距離按產(chǎn) 品技術(shù)條件規(guī)定，如圖6-6所示。二、沖擊試驗機1 .組成和型號擺錘式?jīng)_擊試驗機主要由機架、擺錘、試樣支座、指示裝置及擺錘釋放、制動和提升機構(gòu)等組成。目前國產(chǎn)的擺 錘式?jīng)_擊試驗機型號很多，如：JB-30A、JB-30B、JBG-3R JBD-30、JBD-30A等，各種試 驗機的基本技術(shù)參數(shù)是相同的，結(jié)構(gòu)形式及操作方法也基本一致，例如最大打擊能量分別 為300J （

9、7;10J）和15OJ（土 10J）兩檔，打擊瞬間擺錘的沖擊速度在 5.05.5m/s之間， 這些均符合GB/T229-1994標(biāo)準(zhǔn)的要求，它們的主要區(qū)別在送樣方式（手動或自動）和指示 裝置（表盤或數(shù)顯）上。2 .安裝要求為避免其剛度下降而影響試驗結(jié)果，沖擊試驗機應(yīng)穩(wěn)定牢固地安裝在 厚度大于150mm的混凝土地基或質(zhì)量大于擺錘 40倍的基礎(chǔ)上，同時試驗機的試樣支座 及擺錘刀刃尺寸應(yīng)符合圖6-7的規(guī)定。3 .選用及日常檢查 對于新出廠的擺錘式?jīng)_擊試驗機，應(yīng)按照 GB3808擺錘式?jīng)_擊 試驗機進行驗收檢查，對于日常使用的試驗機，應(yīng)定期按 JJGl45擺錘式?jīng)_擊試驗機 檢定規(guī)程進行檢定。使用沖擊試驗

10、機時，不能用大能量的試驗機去打擊吸收功很小的樣品。以免造成較大 的誤差，見下圖。一般規(guī)定使用能量的下線為最大打擊能量的10%。靠4-7.M疆嘰2%引起的遢差1D203JSO10015020025J300相對嚓too吧面6331-S。,60,40.30,24* 4T清程0.5%引起的澳登能305DICO1503W250300粕對誤差（Xi ' j3.01*51.0七-0*65三、溫度控制系統(tǒng)高溫沖擊試驗的溫控裝置由：加熱爐、溫度控制儀器、熱敏元件組成。使用液體冷卻試樣低溫沖擊試驗的制冷和控制裝置由J噴射冷源的氣體壓縮機制冷的低溫槽四、溫度測量系統(tǒng)高溫沖擊試驗時，一般采用熱電偶測溫I低溫沖

11、擊試驗時，一般采用最小分度值不大于 1C的玻璃溫度計。第三節(jié)常溫沖擊試驗一、試驗前的準(zhǔn)備工作1 .試驗溫度1035C。嚴(yán)格時試驗在20c ±2C。2 .檢查試樣尺寸3 .選擇沖擊試驗機 在試驗機擺錘最大能量的10%90%范圍內(nèi)。4 .進行空打試驗將擺錘揚起至揚角位置，把從動針撥到最大沖擊能量位置（如果 使用的是數(shù)字顯示裝置，則應(yīng)清零），釋放擺錘，讀取零點附近的被動指針的示值（即回零 差），回零差不應(yīng)超過最小分度值的1/4（以最大量程300J為例，最小分度值為2J,1/4分 度值為0.5J ,其回零差應(yīng)不超過0.5J）。二、試驗操作要點（一）試樣的定位將試樣緊貼支座放置，并使試樣缺口的

12、背面朝向擺錘刀刃。試樣缺口用專用的對中 夾鉗或定位規(guī)收中，使缺口對稱面位于兩支座對稱面上，其偏差不應(yīng)大于0.5mm（二）操作過程將擺錘揚起至預(yù)揚角位置并鎖住，把從動指針撥到最大沖擊能量位置（如果使用的是數(shù)字顯示裝置，則清零），放好試樣，確認(rèn)擺錘擺動危險區(qū)無人后，釋放擺錘使其下落打 斷試樣，并任其向前繼續(xù)擺動，直到達(dá)到最高點并向回擺動至最低點時，使用制動閘將擺 錘剎住，使其停止在垂直穩(wěn)定位置，讀取被動指針在示值度盤上所指的數(shù)值（數(shù)字顯示裝置的顯示值） ，此值即為沖擊吸收功。（ 三 ） 試樣數(shù)量由于沖擊試驗結(jié)果比較離散，一般對每一種材料試驗的試樣數(shù)量不少于3 個。三、沖擊試驗結(jié)果處理及試驗報告（

13、一 ） 沖擊吸收功的有效位數(shù)沖擊吸收功應(yīng)至少保留2位有效數(shù)字，即沖擊吸收功在1OOJ及以上時,應(yīng)是3位數(shù) 字，如12OJ沖擊吸收功在101OOJ寸，應(yīng)為2位數(shù)字，如75J;沖擊吸收功在1OJ以 下時，應(yīng)保留小數(shù)點后1位數(shù)字，一般修約到0.5J ,如7.5J ,修約方法按GB817瞅行。這樣報告的試驗結(jié)果基本上能與試驗測量系統(tǒng)的不確定度相適應(yīng)，如果過多保留有效位數(shù)則夸大了試驗的測量精確度，有效位數(shù)不夠則增大了誤差。（ 二 ） 沖擊吸收功的表示方法為了表示不同類型沖擊試樣的試驗結(jié)果，3 種類型試樣的沖擊吸收功用如下符號表示，以示區(qū)別:V 型缺口試樣的沖擊吸收功，表示為AkV；深度2mmlffi缺口

14、試樣的沖擊吸收功表示為 Aku2；深度5mm理缺口試樣的沖擊吸收功表示為 Aku&除以上 3 種非標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣，當(dāng)報告沖擊吸收功時，應(yīng)將試樣的缺口形狀、尺寸在報告中詳細(xì)注明。（ 三 ） 試驗中幾種情況的處理（1） 由于試驗機打擊能量不足使試樣末完全折斷時，應(yīng)在試驗數(shù)據(jù)之前加大于符號“ >”，其他情況則應(yīng)注明“末折斷”。（2） 試驗后試樣斷口有肉眼可見裂紋或缺陷時，應(yīng)在試驗報告中注明。（3） 試驗中如出現(xiàn)誤操作，或試樣打斷時有卡錘現(xiàn)象時，此時得到的結(jié)果已不準(zhǔn)確，因此試驗結(jié)果無效，應(yīng)重新補做試驗。（ 四 ） 試驗結(jié)果對比由于沖擊試樣尺寸及缺口形狀對沖擊吸收功影響非常大，所以不同類型和

15、尺寸試樣的試驗結(jié)果不能直接對比，也不能換算。（五 ）試驗報告沖擊試驗報告應(yīng)包括如下內(nèi)容(1) 所采用的試驗方法標(biāo)準(zhǔn)號；(2) 試驗材料種類及標(biāo)志；(3) 試樣尺寸及類型；(4) 試驗溫度；(5) 試驗機打擊能量；(6) 沖擊吸收功；(7) 韌脆轉(zhuǎn)變溫度( 必要時 ) ；(8) 試驗日期。第四節(jié)高溫和低溫沖擊試驗在高溫和低溫下進行沖擊試驗，除了應(yīng)掌握常溫沖擊試驗的知識和技能外，還應(yīng)注意溫度的控制和測量以及溫度對試驗的影響。一、低溫沖擊試驗( 一 ) 試樣保溫時間在低溫沖擊試驗中，試樣應(yīng)在規(guī)定溫度下保持足夠時間，以使試樣整體達(dá)到規(guī)定的均勻溫度。如果使用液體介質(zhì)時，保溫時間應(yīng)不少于5min；使用氣體

16、介質(zhì)時，保溫時間不少于20min。同時，用于移取試樣所用的夾具也應(yīng)放于相同溫度的冷卻介質(zhì)中，確保與介 質(zhì)溫度基本相同。( 二 ) 溫度補償對于低溫沖擊試驗，從冷卻裝置中移出的試樣溫度會回升，從而偏離實際規(guī)定的低溫溫度。如果試樣從液體介質(zhì)中移出至打擊的時間在2s 之內(nèi)，從氣體介質(zhì)裝置移出至打擊的時間應(yīng)在1s 之內(nèi)，試樣溫度的回升可以忽略。這種操作方法稱為" 直沖法 " ，一般帶有自動送樣裝置的沖擊試驗機可以滿足上述要求，它的試樣從冷卻裝置中提前移動，以保證與擺錘下落打擊時間同步。如果沒有條件滿足上述時間要求，為了盡量減少偏離的溫度，可將試樣冷卻至低于規(guī)定的溫度以補償打斷瞬間的

17、溫度損失，這種操作方法稱為 “過冷法”。 采用 “過冷法”，也必須在35s內(nèi)打斷試樣，如果試樣從冷卻介質(zhì)中取出后 5s內(nèi)擺錘末放下，則停止試驗，將試樣重新放回到冷卻介質(zhì)中保溫。沖擊試驗過冷度的選擇見表6-2，當(dāng)使用液體介質(zhì)時，可選用過冷度的下限，當(dāng)使用氣體介質(zhì)時，可選用過冷度的上限，如果室溫高于25，使用液體介質(zhì)時也可選用過冷度的上限。二、高溫沖擊試驗（ 一 ） 試樣定位如果在高溫沖擊試驗中來用" 直沖法 " ， 其試樣采用端面定位的方式使試樣缺口中心位于兩支座對稱面上，在高溫下由于試樣的熱膨脹會改變高溫試樣的對中位置，因此，必須根據(jù)試樣膨脹量調(diào)整定位機構(gòu)。由于是端面定位，

18、熱膨脹所引起的對中誤差只在試樣的一半長度上起作用，因此定位塊按式（6-5） 計算的膨脹量進行移動后定位:（ 二 ） 試樣保溫時間高溫沖擊試驗中試樣保溫時間的要求與低溫沖擊試驗相同，由于高溫沖擊試樣往往在空氣中加熱，因此其保溫時間一般不應(yīng)少于20min,但保溫時間也不宜過長，以免造成試樣表面的氧化，缺口根部表面的氧化。對于較高溫度的沖擊試驗，為防止缺口根部表面的氧化而影響試驗結(jié)果，一般不要在升溫開始時就將試樣裝人加熱裝置中，而應(yīng)在接近試驗溫度后再裝人試樣。同時，用于移取試樣所用的夾具也應(yīng)同時放于加熱裝置中，確保與試樣溫度基本相同。（ 三 ） 溫度補償與低溫沖擊試驗相類似，當(dāng)采用" 直沖

19、法 " 時，不需進行溫度補償，當(dāng)采用" 過熱法 "時，應(yīng)按表6-3 選擇補償溫度，但此時應(yīng)充分考慮過熱對材料性能的影響，如果存在由于超過試驗材料的臨界溫度而使材料組織發(fā)生變化，從而影響試驗結(jié)果準(zhǔn)確性的可能時，應(yīng)采用" 直沖法 "進行試驗。需要說明的是，無論對于高溫沖擊試驗還是低溫沖擊試驗，在可能的情況下要盡量采用“直沖法”試驗，因為影響溫度損失的因素很多，像停滯在室溫的時間、室溫環(huán)境、材料的導(dǎo)熱系數(shù)、試樣與支座的接觸狀態(tài)、試驗溫度水平、介質(zhì)的種類等因素均會改變溫度損失的速度，無論" 過熱法 " 還是 " 過冷法 &

20、quot;很難做到真正的、恰如其分的溫度補償。第五節(jié)金屬韌脆轉(zhuǎn)變溫度及低溫系列沖擊一、金屬的冷脆現(xiàn)象及韌脆轉(zhuǎn)變溫度圖6 - g 6 a和/隨溫度 變化示意圖工程中廣泛使用的中、低強度鋼在常溫下有 很好的沖擊韌性，但當(dāng)使用溫度低于某一溫度時， 其沖擊韌性會急劇下降，斷口特征由纖維狀變?yōu)?結(jié)晶狀，斷裂機理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫硇汀?這是由于體心立方晶體金屬及合金或某些密排六 方晶體金屬及其合金中，溫度的變化改變了位錯 在晶體中運動的摩擦阻力。當(dāng)溫度降低時，材料 的屈服強度6s升高，而材料的斷裂強度6c隨溫 度變化很小。在某一溫度時，兩曲線相交于一點， 交點對應(yīng)的溫度即為tk（見圖6-8）。當(dāng)溫度

21、高于tk時，（7C （7S,材料受載后先屈服再斷裂，為韌性斷裂；當(dāng)溫度低于tk時，外加應(yīng)力先達(dá)到（7C,材料表現(xiàn)為脆性斷裂，tk被稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。由于材料化學(xué)成分的統(tǒng)計性,韌脆轉(zhuǎn)變溫度實際上不是一個溫度而是一個溫度區(qū)間。而面心立方結(jié)構(gòu)材料的仃s隨溫度 的下降變化不大，近似為一水平線（圖6-8中虛線所示）,即使在很低的溫度仍未與（7C曲 線相交，故此種材料的脆性斷裂現(xiàn)象不明顯。不同金屬材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度tk是不同的，tk愈低，表示脆性傾向愈小，即在低 溫下使用時危險性愈小。因此，對制造在寒冷地帶和低溫下服役設(shè)備和裝置的金屬材料， 需測定韌脆轉(zhuǎn)變溫度tk,以確定其低溫脆化傾向的大小，tk是從韌性

22、角度選用金屬材料 的重要依據(jù)之一。二、測量方法工程中，韌脆轉(zhuǎn)變溫度一般使用標(biāo)準(zhǔn)更比V型缺口沖擊試樣來測定，因此，工程上韌脆轉(zhuǎn)變溫度被定義為：“在一系列不同溫度的沖擊試驗中，沖擊吸收功急劇變化或斷口 韌性急劇轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)域”，為此，需要在不同溫度下進行沖擊試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，以試驗溫度為橫坐標(biāo)，以沖擊吸收功或脆性斷面率為縱坐標(biāo)繪制沖擊吸收功-溫度曲線、脆性斷面率-溫度曲線，如圖6-9所示。再根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或雙方協(xié)議，在曲線中確定韌脆 轉(zhuǎn)變溫度。GB/T229-1994附錄B中規(guī)定韌脆轉(zhuǎn)變溫度用如下方法確定：沖擊吸收功-溫度曲線上平臺與下平臺區(qū)間規(guī)定百分?jǐn)?shù)（n）所對應(yīng)的溫度，用 ETTn表示。例如沖

23、擊吸收功上下平臺區(qū)間 50慚對應(yīng)的溫度記為ETT。；脆性斷面率-溫度曲線中規(guī)定脆性斷面率（n）所對應(yīng)的溫度，用FATTn表示，例如 脆性斷面率為50慚對應(yīng)的溫度記為FATT。側(cè)膨脹值-溫度曲線上平臺與下平臺區(qū)間某規(guī)定側(cè)膨脹值所對應(yīng)的溫度，用LETT表小O由于沖擊試驗中影響因素很多，試驗數(shù)據(jù)比較分散，為了保證給出完整、明確的曲線， 每個試驗溫度一般用3支試樣，試驗溫度的間隔和試驗點應(yīng)根據(jù)材料的低溫特性和試驗要I 叩 J 30-60 -40<20 o 20試驗溫度/匕圖6-3韌腌轉(zhuǎn)變溫度曲級示意圖俄、*痼！*初留100即60M 劉 OIOD加6Q4f)20O求而定，一般為20c左右，曲線平

24、緩時，溫度間隔可大些，曲線陡峭 時，溫度間隔可小些。由圖6-9可看出，用不同方法 測定的韌脆轉(zhuǎn)變溫度是不同的，不 能相互比較。三、脆性斷面率的測定隨著溫度的下降，沖擊試樣斷 口上晶狀區(qū)面積即出現(xiàn)大量晶粒開裂或晶界破壞約有光澤的面積增大， 而纖維區(qū)面積即無金屬光澤、 有明顯塑性變形的纖維 形貌區(qū)面積減少，斷口中晶狀區(qū)的面積與斷口原始橫截面積的百分比就是脆性斷面率，匝稱品叢逝面率，斷口中纖維區(qū)的面積與斷口原始橫截面積的百分比就是纖維斷回率，晶狀區(qū)面積與纖維區(qū)面積相加就是斷口的原始橫截面積。測定晶狀斷面率的試樣應(yīng)按 GB/T229的規(guī)定進行試驗，試樣沖斷后應(yīng)注意斷口表面 的保護，避免污染、銹蝕和碰傷

25、，然后，可按如下方法測定脆性斷面率。（一）對比法將沖擊試樣斷口與沖擊試樣斷口纖維斷面率圖譜或纖維斷面率示意圖（見圖6-10）進行比較，估算出纖維斷面率，然后計算脆性斷面率。缺口日）朝在，捫七與“七下的距擊斷口艱片斷口示召13100%70%60%50%圖6-10沖擊試樣斷口纖維斷面率示意圖（二）游標(biāo)卡尺測量法矩璃.測津、b均值圖6-11游標(biāo)尺尺泅他法示意圖按沖擊試樣斷口形狀，若能 分為矩形、梯形時，可用游標(biāo)卡 尺測量晶狀斷面的尺寸，見圖 6-11。測量斷面中的a和b的平 均值的測量應(yīng)精確到 0.5mm然 后在表6-4中查出纖維斷面率后 計算脆性斷面率。（三）數(shù)字圖像法將沖擊斷口拍成數(shù)字圖像，用圖

26、像分析軟件測量脆性斷面率。（四）放大測量法把沖擊試樣斷口拍成放大照片，用求積儀測量晶狀區(qū)面積。也可用低倍顯微鏡等光學(xué) 儀器測量晶狀區(qū)面積，然后按式（6-6）計算出脆性斷面率。（五）卡片測量法用透明塑料薄膜制成方孔卡片或網(wǎng)格卡片，測量晶狀區(qū)面積，然后按式 （6-6）計算出 脆性斷面率。已知晶狀區(qū)的總面積，計算沖擊試樣斷口的脆性斷面率的公式如下：(6-6)ACCA 100%A0四、側(cè)膨脹值的測定圖6-12沖擊斷面?zhèn)扰蛎浿?測量示意圖第六節(jié)影響沖擊性能測定的主要因素由于金屬材料的沖擊性能和韌脆轉(zhuǎn)變溫度對材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、宏觀缺陷及試驗條件都很敏感，因此，影響沖擊試驗結(jié)果的因素很多，其中主要的影響因素

27、有以下幾種。一、與材料有關(guān)的因素樣品本身的化學(xué)成分、金相組織、晶粒度及是否含有夾渣、偏析、白點、裂紋以及非 金屬夾雜物超標(biāo)等冶金缺陷或過熱、過燒、回火脆性等熱加工缺陷都對樣品的沖擊性能產(chǎn) 生影響，這正是沖擊試驗得到廣泛應(yīng)用的原因所在， 從而也使沖擊試驗結(jié)果的離散性較大。 試驗人員可以通過對這些材料性能的了解， 分析和解釋試驗數(shù)據(jù)，判斷試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。二、與樣品取樣和制備有關(guān)的因素（ 一 ） 樣品的取樣方向工程上使用的金屬材料，大多是軋制而成的，由于軋制時產(chǎn)生纖維組織對沖擊值有較大影響，因此，沿軋制方向取樣，垂直于軋制方向開缺口，沖擊值較高；垂直于軋制方向取樣，順著軋制方向開缺口，沖擊值較低。

28、因此，沖擊樣品的取樣方向應(yīng)按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)協(xié)議的要求進行。（ 二 ） 缺口的加工質(zhì)量沖擊試樣的缺口深度缺口根部曲率半徑及缺口角度決定著缺口附近的應(yīng)力集中程度，從而影響該試樣的缺口沖擊性能。缺口深度和缺口根部半徑對沖擊性能的影響分別見表6-5 和表 6-6，沖擊試驗標(biāo)準(zhǔn)對試樣缺口的尺寸及形位公差做了嚴(yán)格的規(guī)定，在加工中必須注意保證這幾個尺寸參數(shù)。此外， 缺口根部的表面質(zhì)量對沖擊試驗結(jié)果也有一定的影響，缺口根部表面層的加工硬化、尖銳的加工痕跡特別是與缺口軸線平行的加工痕跡和劃痕會明顯使試樣的沖擊性能下降。（三 ）試樣的尺寸增加試樣的寬度或厚度會使金屬在沖擊中塑性變形體積的增加，從而導(dǎo)致試樣沖擊吸

29、收功的增加。但是，尺寸的任何增大，特別是寬度的增加，會使約束程度增加，導(dǎo)致脆性斷裂，降低沖擊吸收功。三、與試驗機有關(guān)的因素（ 一 ） 試驗機的精度沖擊試驗機能量指示裝置的相對誤差尤其是能量指示裝置的回零差對沖擊試驗結(jié)果有直接影響。（ 二 ） 擺錘與機架的配合擺錘與機架的相對位置的正確性及穩(wěn)定性，尤其是沖擊刀刃與支座跨距中心的重合性及擺錘刀刃與試樣縱向軸線的垂直度對于獲得準(zhǔn)確試驗結(jié)果有很大的影響。當(dāng)沖擊刀刃偏離支座跨距中心時，沖擊刀刃不能打擊在沖擊試樣缺口中心線上，這將使吸收功增加。四、與試驗過程有關(guān)的因素（-） 試驗溫度對于大多數(shù)材料，沖擊吸收功隨溫度而變化，因此，溫度控制的精度、保溫時間以及

30、高溫、低溫沖擊試驗時試樣從保溫介質(zhì)中移出至打斷的時間間隔都可能影響試驗結(jié)果。（ 二 ） 沖擊試樣的定位試樣安放的位置，如果使試樣缺口軸線偏離支座跨距中心，則最大沖擊力沒有作用在缺口根部截面最小處，將會造成沖擊吸收叨堡員。一般來說，只有當(dāng)試樣缺口軸線與支座跨距中心偏離超過0 5mnW,對試驗結(jié)果才有明顯影響。第七節(jié)應(yīng)變時效敏感性試驗- 、試驗原理鋼鐵材料，尤其是低碳鋼經(jīng)、冷 口工變蕪后長塑坐王高揖或較高溫工工作，其塑性和韌性會明顯下降，這種現(xiàn)象被稱為應(yīng)變過殃。鋼經(jīng)應(yīng)變時效后韌性下降的程度周應(yīng)變旦叉" 。 。 。敏感性擔(dān)正一般采用夏比沖擊法測定，即分別測定未經(jīng)應(yīng)變時效和經(jīng)受應(yīng)變時效的沖擊

31、吸收功，然后按下式計算:式中 Ak 末經(jīng)受應(yīng)變時效沖擊吸收功平均值，J;AB經(jīng)受應(yīng)變時效的沖擊吸收功平均值，Jo二、試樣、%由于在進行沖擊試驗前，沖擊試樣必須承受拉伸（ 或壓縮 ） 變形，因此，應(yīng)變時效試樣尺寸應(yīng)能同時滿足拉伸（ 或壓縮 ）和沖擊試驗要求。（ 一 ） 拉伸樣坯對厚度大于或等于12mm勺鋼材，拉伸樣坯尺寸一般為12岳m(xù)Xl2mmXLmmL為樣坯長度，可根據(jù)拉伸試驗機所需的夾持 長度來確定。試樣應(yīng)保留一面軋制面。厚度為6mmg小于12mm6勺鋼材，拉伸樣坯尺寸一般為 ammXl2mmXLmm為鋼材的 實際厚度，此時應(yīng)保留兩面軋制面。（ 二 ） 壓縮樣坯對厚度大于或等于12mm勺鋼材，壓縮樣坯的尺寸一般為 12mmXl2mmX57mm保留一面軋制面。厚度為6mmi小于12mm 的鋼材，壓縮樣坯的尺寸為 ammX12mmX57mm匕時應(yīng)保留兩面軋制面。當(dāng)試驗機的能力足夠或拉伸（或壓縮）樣坯加工沖擊試樣比較困難時，對于