金屬夏比缺口試驗(yàn)方法

金屬夏比缺口試驗(yàn)方法第一頁，共84頁。第一章

概述

第一節(jié)

金屬夏比沖擊試驗(yàn)的用途

1選材及新材料研制2冶金產(chǎn)品檢查控制3工藝質(zhì)量監(jiān)督4各種條件下韌性評定5冶金產(chǎn)品交貨重要指標(biāo)之一（詳見金屬夏比沖擊試驗(yàn)方法國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南)

第二頁，共84頁。

第二節(jié)

金屬夏比沖擊試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化

1常規(guī)沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展

2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的引用

3國際標(biāo)準(zhǔn)ISO現(xiàn)狀

4國外標(biāo)準(zhǔn)（EN、ASTM、JIS等）現(xiàn)狀

5儀器化沖擊試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化

第三頁，共84頁。

第二章GB/T229-07

金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法

技術(shù)內(nèi)容說明

第四頁，共84頁。

GB/T229-2007

《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》技術(shù)說明金屬材料夏比沖擊試驗(yàn)方法是用于測定金屬材料韌性應(yīng)用最廣泛的一種傳統(tǒng)力學(xué)性能試驗(yàn)，也是評定金屬材料在沖擊載荷下韌性的重要手段之一。對于金屬材料力學(xué)性能的要求，除了具有足夠的強(qiáng)度、硬度和塑性之外，還應(yīng)具有一定的韌性，即在一定條件下受到?jīng)_擊載荷時，在斷裂過程中吸收足夠能量的能力，以保證金屬構(gòu)件及零件的安全性。本試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化對于金屬材料的質(zhì)量保證、新材料新工藝的研制以及冶金、壓力容器、機(jī)械、船舶、軍工等部門設(shè)備及構(gòu)件的安全性提供了可靠保證。（詳見金屬夏比沖擊試驗(yàn)方法國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南一書）第五頁，共84頁。

GB/T229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》于2008年6月1日實(shí)施，代替了GB/T229-1994《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)修改采用了（MOD）了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO148－1：2006《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法》。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO148以《金屬材料－夏比沖擊試驗(yàn)》為總稱由以下3部分組成：ISO148.1金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法ISO148.2金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)機(jī)的校驗(yàn)ISO148.3金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)第3部分：用于校驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)的夏比V型缺口標(biāo)準(zhǔn)試樣的制備與表征第六頁，共84頁。影響夏比缺口沖擊試驗(yàn)結(jié)果

主要因素

在金屬力學(xué)性能試驗(yàn)中，導(dǎo)致夏比缺口沖擊試驗(yàn)結(jié)果分散性相對大的原因來自兩方面：試驗(yàn)因素和材料結(jié)構(gòu)。從試驗(yàn)角度看，由于沖擊試驗(yàn)是在動態(tài)力作用下進(jìn)行的，因此影響試驗(yàn)結(jié)果正確性和分散性的因素很多，試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化的目的就是對各種影響沖擊試驗(yàn)結(jié)果的因素進(jìn)行限定，以得到準(zhǔn)確的和可比較的試驗(yàn)結(jié)果。這些影響因素大致上可以分為如下幾個方面：

第七頁，共84頁。一.試樣1.沖擊樣坯的切取確定樣坯的加工余量及各種冶金產(chǎn)品的取樣位置及方向。2.試樣尺寸及形狀試樣長度、寬度、高度的公稱尺寸及及加工偏差；缺口根部曲率半徑、深度及角度尺寸及偏差；夏比缺口沖擊試樣的形位公差。3.沖擊試樣的加工與置備主要為缺口根部曲率半徑、深度及角度的加工質(zhì)量；試樣尺寸、缺口根部曲率半徑、深度及角度的檢查方法。第八頁，共84頁。二.試驗(yàn)裝置1.試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)確保試樣正確的放置及打擊瞬間試驗(yàn)機(jī)的剛性。2.試驗(yàn)機(jī)性能參數(shù)直接參數(shù)：機(jī)架、擺錘、砧座及支座、指示裝置。綜合性能：試驗(yàn)機(jī)誤差及重復(fù)性。3.溫度控制儀器恒溫裝置溫度控制的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。第九頁，共84頁。三.試驗(yàn)技術(shù)1.試驗(yàn)前準(zhǔn)備指示裝置的回零差及砧座跨距檢查與保證。2.試樣的定位試樣打擊中心準(zhǔn)確性以及試樣缺口對稱面與砧座間中線的吻合程度。3．高、低溫沖擊試驗(yàn)操作試樣整體溫度均勻性保證、打擊試樣瞬間溫度的準(zhǔn)確性。4.轉(zhuǎn)變溫度測定剪切斷面率的測定、側(cè)膨脹值的測定。5.試驗(yàn)結(jié)果處理及試驗(yàn)報(bào)告打擊能量不足、卡錘、斷口檢查、結(jié)果有效位數(shù)。這些影響因素均應(yīng)在試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中加以限定。第十頁，共84頁。一.新舊標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的變動

本標(biāo)準(zhǔn)是在原標(biāo)準(zhǔn)GB/T229－1994《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》的基礎(chǔ)上修訂的。修改采用了ISO148.1技術(shù)內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)修改后技術(shù)內(nèi)容變化如下：第十一頁，共84頁。1范圍

原標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍中規(guī)定溫度范圍-192℃～1000℃，草案考慮到國際標(biāo)準(zhǔn)，沒有規(guī)定使用溫度范圍，但本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上包括了室溫、低溫和高溫夏比缺口沖擊試驗(yàn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于夏比V型缺口試樣沖擊吸收能量的測定，不包括儀器化沖擊試驗(yàn)方法，因?yàn)橐延蠫B/T19748－2005《鋼材夏比V型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)方法》。第十二頁，共84頁。2.引用標(biāo)準(zhǔn)

2.1取消了原引用的GB/T10623《金屬力學(xué)試驗(yàn)用術(shù)語》標(biāo)準(zhǔn)，使用本標(biāo)準(zhǔn)中第3部分內(nèi)容。2.2取消了引用標(biāo)準(zhǔn)中GB/T12778《金屬夏比沖擊斷口測定方法》，本沖擊試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)在附錄C中給出了側(cè)膨脹值的測定方法及測量裝置，在附錄D中給出了沖擊樣斷口形貌的評定方法。2.3取消了以下檢定規(guī)程：JJG130工作用玻璃液體溫度計(jì)檢定規(guī)程JJG141工作用鉑銠10－鉑熱電偶檢定規(guī)程JJG145擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程JJG351工作用鎳鉻－鎳硅、鎳鉻－考銅熱電偶檢定規(guī)程JJG368工作用銅－康銅熱電偶檢定規(guī)程第十三頁，共84頁。3.符號及術(shù)語

本標(biāo)準(zhǔn)草案采用的符號、單位及名稱與ISO148.1是相同的。這些符號代替了原標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的符號。主要變化為：，沖擊吸收能量用K代替原標(biāo)準(zhǔn)的沖擊吸收功AK,新標(biāo)準(zhǔn)中的符號見標(biāo)準(zhǔn)表1。

KV2、KU2－2mm錘刃的沖擊值。

KV8、KU8－8mm錘刃的沖擊值

第十四頁，共84頁。4.試樣

4.1增加了寬度2.5mm的小尺寸試樣，寬度機(jī)加工偏差為±0.04mm。4.2對原標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸機(jī)加工偏差規(guī)定做了修改，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO148.1一致，見表2.

V型缺口試樣尺寸機(jī)加工偏差U型缺口試樣尺寸機(jī)加工偏差第十五頁，共84頁。對原標(biāo)準(zhǔn)修改后放寬了試樣加工公差要求的規(guī)定。但應(yīng)指出，對于試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性影響較原來要大，因?yàn)樵嚇涌v向面夾角從原來的垂直度0.1mm/10mm（相當(dāng)于90°±0.57°）改為90°±2°后，試樣放置后與砧座貼緊程度變差，沖擊試樣時穩(wěn)定性自然變差，90°±2°相當(dāng)于垂直度0.35mm/10mm。

關(guān)于缺口對稱面－試樣端部距離的規(guī)定，新標(biāo)準(zhǔn)提出，對于自動定位試樣的試驗(yàn)機(jī)，建議偏差用±0.165mm代替±0.42mm。第十六頁，共84頁。5.試驗(yàn)裝置5.1增加了附錄A（資料性附錄）對中夾鉗，與ISO148.1相同。5.2新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種沖擊刀，即錘刃半徑2mm或8mm的沖擊刀，在原標(biāo)準(zhǔn)上增加了8mm沖擊刀。這符合了GB/T3808要求，與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO148.1中規(guī)定相同。標(biāo)準(zhǔn)在7.3條注中明確指出，對低能量沖擊試驗(yàn)，一些材料用兩種尺寸的錘刃測定的結(jié)果明顯不同。5.3對沖擊試驗(yàn)機(jī)適用范圍由原標(biāo)準(zhǔn)的10～90％改為上限80％，其下限建議不低于試驗(yàn)機(jī)最小分辨力的25倍。這與GB/T3808規(guī)定相同，在這個標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，在標(biāo)稱能量的0％、10％、20％、30％、50％、60％、80％進(jìn)行檢查沖擊試驗(yàn)機(jī)。第十七頁，共84頁。6試驗(yàn)6.1對于室溫沖擊試驗(yàn)，原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般在10～35℃進(jìn)行，嚴(yán)格的試驗(yàn)在20±2℃進(jìn)行，新標(biāo)準(zhǔn)改為：應(yīng)在規(guī)定溫度±2℃內(nèi)試驗(yàn)，如對溫度沒有規(guī)定，應(yīng)在23±5℃范圍進(jìn)行。嚴(yán)格了室溫沖擊溫度適用范圍。6.2增加了條關(guān)于在液體介質(zhì)中放置試樣的規(guī)定，此規(guī)定與ISO148.1的條規(guī)定相同。第十八頁，共84頁。6.3試樣的轉(zhuǎn)移新標(biāo)準(zhǔn)取消了原標(biāo)準(zhǔn)中7.10條規(guī)定：“試樣從液體介質(zhì)中移出至打擊的時間應(yīng)在2s之內(nèi)，試樣離開氣體介質(zhì)至打擊的時間應(yīng)在1s之內(nèi)”。對高低溫沖擊試驗(yàn)規(guī)定試樣從裝置中移出至打斷時間應(yīng)不大于5秒。為保證試樣在打擊瞬間溫度處于規(guī)定范圍，在注1中建議了溫度補(bǔ)償值（見附E），此規(guī)定與原標(biāo)準(zhǔn)附錄A規(guī)定相同。但應(yīng)指出，轉(zhuǎn)移試樣時間3～5s的間隔所補(bǔ)償?shù)臏囟仁墙频?，因?yàn)樵诖碎g隔內(nèi)溫度的變化受到環(huán)境溫度、材料導(dǎo)熱系數(shù)、試樣移送時間長短等多種因素影響（見金屬夏比沖擊試驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南一書）。第十九頁，共84頁。6.4端面定位

本標(biāo)準(zhǔn)取消了原標(biāo)準(zhǔn)如下規(guī)定：對于端面定位的高溫沖擊試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)試樣膨脹量調(diào)整定位機(jī)構(gòu)，其膨脹量按公式ΔL＝27.5×α（t－t0）計(jì)算。對于高溫沖擊試驗(yàn)，由于試樣從高溫爐中取出至打擊時間間隔太長而導(dǎo)致試樣溫度降低很多，可能獲得不準(zhǔn)確的沖擊能量，因此這一間隔應(yīng)減至最小，要采用端面定位放置試樣。原標(biāo)準(zhǔn)7.6條規(guī)定由新標(biāo)準(zhǔn)8.1條的原則保證。第二十頁，共84頁。6.5轉(zhuǎn)變溫度的測定在用沖擊吸收能量－溫度曲線測定轉(zhuǎn)變溫度時增加了沖擊吸收能量達(dá)到某一特定值的規(guī)定（例如KV8=27J）。也規(guī)定了沖擊吸收能量達(dá)到上平臺某一百分?jǐn)?shù)（例如50％）的規(guī)定。第二十一頁，共84頁。

第一節(jié)適用范圍及試驗(yàn)原理

1沖擊試驗(yàn)溫度（室溫、高溫、低溫沖擊）

2沖擊試樣及缺口類型（V型、U型，標(biāo)準(zhǔn)和小試樣）

3試驗(yàn)原理

用打擊試樣時能量前后的變化評定材料的韌性。

KV(U)=FL（cosβ－cosα）

F－擺錘重力

L－擺長（擺軸至F作用點(diǎn)距離）

α－沖擊前擺錘的落角

β－沖擊后擺錘的升角

第二十二頁，共84頁。第二節(jié)對沖擊試樣的要求

一沖擊樣坯的取樣

1樣坯加工余量2型鋼的取樣3條鋼的取樣4鋼板的取樣5鋼管的取樣

如無其他規(guī)定，按GB/T2975規(guī)定取樣。第二十三頁，共84頁。二沖擊試樣

1試樣長度：垂直于缺口方向最大尺寸2試樣寬度：與缺口平行方向尺寸3試樣高度：帶缺口面與相對面距離（圖1）4試樣尺寸公差a）試樣主體b）缺口形狀及尺寸（見標(biāo)準(zhǔn)圖2）

第二十四頁，共84頁。沖擊缺口試樣的意義

ASTME23詳細(xì)分析了缺口沖擊試驗(yàn)必要性，缺口產(chǎn)生的三個效應(yīng)：

1）應(yīng)力集中和應(yīng)變集中2）應(yīng)力狀態(tài)的改變3）約束引起的強(qiáng)化和脆化

決定應(yīng)力集中系數(shù)的參數(shù)：缺口尖度、缺口深度、缺口角度。

應(yīng)力集中系數(shù)Kt＝σmax－σm，Kt的大小取決于缺口銳度。由于缺口產(chǎn)生的脆化傾向，導(dǎo)致工程材料服役安全性降低，尤其對鐵素體鋼類，在有缺口的工件上在低溫下受到?jīng)_擊力時，必需考慮沖擊韌性。第二十五頁，共84頁。三試樣缺口的加工及檢查

1缺口加工方法定型砂輪磨制銑床加工拉床加工線切割加工

2缺口的檢查缺口深度根部曲率半徑缺口角度第二十六頁，共84頁。三種V型缺口加工方法比較1光學(xué)磨2機(jī)加工3線切割比較：1）形貌2）組織3）殘余應(yīng)力4）斷面5）硬度6）AK值第二十七頁，共84頁。第三節(jié)對沖擊試驗(yàn)機(jī)的要求及檢查

直接檢驗(yàn)

一機(jī)架二擺錘三砧座及支座四指示裝置

間接檢驗(yàn)

溫度控制裝置按GB/T3808-2002《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)》第二十八頁，共84頁。一機(jī)架擺軸軸線－基準(zhǔn)面平行度：2/1000自由狀態(tài)刀刃－試樣間隙：0.5mm擺動平面－擺軸角度：90°±0.1°刀刃－試樣面：良好接觸刀刃中心－砧座中心：＜0.5mm擺軸軸向間隙：＜0.25mm（橫向加4％W）擺軸徑向間隙：＜0.08mm(垂直施加150N)第二十九頁，共84頁。二擺錘*勢能Ap－標(biāo)稱能量AN允差：±1％*指示能量As的檢查：As＜±1%AV(測量的吸收功)或As＜±0.5%Ap(初始位能)*沖擊速度：5～5.5m/s*摩擦能量損失：空氣、軸承、指針*打擊中心：0.995L±0.005L*刀刃尺寸：寬度、角度、半徑

*

刀刃－試樣縱軸線夾角：90°±2°

第三十頁，共84頁。沖擊能量相關(guān)術(shù)語及符號標(biāo)稱能量AN出廠給出的值實(shí)際初始勢能AP

實(shí)測的標(biāo)稱能量指示能量As指示裝置的指示值實(shí)際吸收能量Av實(shí)測的指示能量標(biāo)準(zhǔn)能量AR標(biāo)準(zhǔn)試樣能量值第三十一頁，共84頁。夏比缺口沖擊試驗(yàn)的打擊中心擺錘擺動時，全部質(zhì)量集中于擺錘一個點(diǎn)上，即打擊中心。當(dāng)與試樣中心偏差較大時，擺桿在沖擊瞬間就會承受較大的彎曲應(yīng)力，產(chǎn)生的震動使測得的沖擊吸收能量不準(zhǔn)確。打擊中心與試樣中心的偏差來自于：擺桿長度、與鉗口位置的配合、試樣寬度的變化等因素。因此沖擊試驗(yàn)時要保證打擊中心與試樣寬度方向上的中點(diǎn)吻合，即擺軸軸線距打擊中心距離L1與擺軸軸線距試樣打擊點(diǎn)距離L一致，允許偏差為：

L1=0.995L±0.005L＝（0.990～1.000）L

L可通過測定擺錘的擺動周期算出（見GB/T3808的9.5條）第三十二頁，共84頁。三砧座和支座砧座跨距40（＋0.2）mm。沖擊能量會隨跨度的增加下降，對脆性材料尤其明顯。支座在沖擊試驗(yàn)中反復(fù)受力有增大的傾向，會使沖擊能量值偏低。砧座圓角半徑1（＋0.5）mm。砧座圓角偏大時，會導(dǎo)致沖擊能量偏低，對韌性材料的影響高于脆性材料。試驗(yàn)中由于與試樣反復(fù)摩擦有變大傾向，要定期檢查。砧座斜度11±1第三十三頁，共84頁。四指示裝置模擬指示裝置

刻度盤（角或能量）及指針的檢查分度值小于標(biāo)稱能量1/100數(shù)字指示裝置

分辨力：標(biāo)稱能量的1/400第三十四頁，共84頁。沖擊試驗(yàn)機(jī)的間接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試樣按GB/T18658-02要求誤差

能量級小于40J:±4J能量級大于等于40J：±10AR重復(fù)性能量級小于40J:6J能量級大于等于40J：15％AR

第三十五頁，共84頁。沖擊試驗(yàn)溫度控制裝置高溫控制裝置a熱敏元件

一般采用熱電偶測定溫度。b控制回路

目前有多種溫度控制器，典型的一種為智能PID調(diào)節(jié)器。c主回路

通常為雙向工作的可控硅回路。d加熱爐一般為電熱絲加熱的箱式爐或管式爐。低溫控制裝置第三十六頁，共84頁。

第四節(jié)沖擊試驗(yàn)操作技術(shù)

一沖擊試驗(yàn)溫度的規(guī)定

1室溫要求23±5℃

2高溫的控制±2℃

3低溫的控制±2℃

第三十七頁，共84頁。

二試樣的放置與對中試樣應(yīng)緊貼砧座和支座放置（8.1條）。1試樣對中偏差對試樣結(jié)果的影響2試樣對中偏差的規(guī)定3高溫沖擊試驗(yàn)的對中4小尺寸試樣放置注意事項(xiàng)第三十八頁，共84頁。

三試驗(yàn)保持時間

1溫度穩(wěn)定時間因素：試驗(yàn)材料種類溫度水平高低加熱冷卻介質(zhì)2高溫試驗(yàn)溫度穩(wěn)定時間（條）

3低溫試驗(yàn)溫度穩(wěn)定時間（條）第三十九頁，共84頁。四打擊瞬間溫度的保持1直沖法液體介質(zhì)：2s內(nèi)轉(zhuǎn)移完畢氣體介質(zhì)：1s內(nèi)轉(zhuǎn)移完畢2高溫沖擊試驗(yàn)－過熱法轉(zhuǎn)移試樣在3～5s內(nèi)完成過熱溫度補(bǔ)償3低溫沖擊試驗(yàn)－過冷法轉(zhuǎn)移試樣3～5s內(nèi)完成過冷溫度補(bǔ)償?shù)谒氖?，?4頁。沖擊轉(zhuǎn)變溫度的測定

1轉(zhuǎn)變溫度的形成（43頁）

2轉(zhuǎn)變溫度的測定

能量測定法

沖擊吸收能量達(dá)到某一規(guī)定值，或上平臺某一百分?jǐn)?shù)。

斷口測定法

剪切斷面率達(dá)到某一百分?jǐn)?shù)，例如50％。

側(cè)膨脹值測定法

側(cè)膨脹值達(dá)到某一個量，例如0.9mm。第四十一頁，共84頁。沖擊試驗(yàn)轉(zhuǎn)變溫度1轉(zhuǎn)變溫度在一系列溫度的沖擊試驗(yàn)中，沖擊能量急劇變化或斷口形貌急劇轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)域。

2物理本質(zhì)通常認(rèn)為，鋼鐵材料轉(zhuǎn)變溫度的產(chǎn)生是由于材料屈服強(qiáng)度隨溫度降低而明顯上升所致。材料的屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度會隨溫度的上升而下降，但前者比后者隨溫度下降速率要快，兩者的交點(diǎn)即為轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)，低于此溫度時，屈服強(qiáng)度高于斷裂強(qiáng)度，即材料首先屈服，然后才發(fā)生斷裂，表現(xiàn)為韌性斷裂，斷口為纖維狀斷口；低于此溫度時，材料還沒有屈服產(chǎn)生即發(fā)生斷裂，則表現(xiàn)為脆性斷裂，斷口為結(jié)晶狀脆性斷口。3工程應(yīng)用在壓力容器、鍋爐、橋梁船舶等工程中常用的結(jié)構(gòu)鋼，工作在低溫下的一些鋼鐵材料，必需工作在轉(zhuǎn)變溫度以上以保證其安全性。例如鍋爐用鋼板20g，在常溫要求夏比V型缺口試樣的沖擊能量為27J；19Mng在0°時31J等。

第四十二頁，共84頁。沖擊斷口評定圖第四十三頁，共84頁。第四十四頁，共84頁。

六鋼應(yīng)變敏感性的測定

按照GB/T4160－2004《鋼的應(yīng)變時效敏感性試驗(yàn)方法》進(jìn)行。1拉伸樣坯的應(yīng)變量2試樣的人工時效3應(yīng)變時效敏感性系數(shù)的測定第四十五頁，共84頁。第五節(jié)試驗(yàn)結(jié)果處理及試驗(yàn)報(bào)告

一試驗(yàn)結(jié)果的比較及有效位數(shù)

二試驗(yàn)結(jié)果的點(diǎn)數(shù)

三試驗(yàn)報(bào)告

第四十六頁，共84頁。四金屬夏比沖擊試驗(yàn)測量不確定度評定

1試驗(yàn)方法：按GB/T229

2測量方式：沖擊功顯示

3不確定度分量

a試驗(yàn)重復(fù)性

b沖擊試驗(yàn)機(jī)誤差

c校驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)試樣偏差

d結(jié)果修約

4合成及擴(kuò)展不確定度

第四十七頁，共84頁。

5評定實(shí)例

a試驗(yàn)材料：結(jié)構(gòu)鋼b采用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T229c評定依據(jù)：JJG1059、GB/T3808、GB/T18658d測量裝置：德制RKP450擺錘沖擊機(jī)e試驗(yàn)對象：夏比V型缺口標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣f試驗(yàn)結(jié)果：3名試驗(yàn)員6組數(shù)據(jù)第四十八頁，共84頁。評定方法：綜合評定評定原則：JJG1059－99A類＋B類B類判據(jù)：極限或數(shù)據(jù)采用的標(biāo)準(zhǔn)：與ISO接軌的國標(biāo)第四十九頁，共84頁。

1)試驗(yàn)重復(fù)性引入的不確定度分量

樣本平均值（10點(diǎn)平均值）：

205.3、206.6、208.2、207.2、203.3、206.1

樣本標(biāo)準(zhǔn)差Sj(J):

12.17、11.48、10.15、11.43、9.117、9.351

總平均值(J)＝206

合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差SP(J)＝10.68

第五十頁，共84頁。

2）試驗(yàn)機(jī)誤差所引入的不確定度分量

對本例能量大于40J，所以根據(jù)公式

在該評定中標(biāo)準(zhǔn)試樣組的標(biāo)準(zhǔn)能量值＝192.7（J）

所以

第五十一頁，共84頁。3）校準(zhǔn)標(biāo)樣偏差引入的不確定度分量

由于沖擊機(jī)是用標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣檢定，所以必須考慮標(biāo)樣偏差引入的不確定度。

根據(jù)GB/T18658－2002，當(dāng)能量大于40J時，標(biāo)樣允許最大標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.05AR，對于25個標(biāo)樣，置信度為68％時：

第五十二頁，共84頁。4）測量數(shù)值修約引入的不確定度分量

由測量結(jié)果得出的總平均值為

AK大于40J時，可知修約間隔。如修約間隔為x，經(jīng)計(jì)算所引入的不確定度分量為u(x)=0.29x。

第五十三頁，共84頁。5）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

第五十四頁，共84頁。

6）擴(kuò)展不確定度的評定

k取2，則：＝2×15.55＝31.1＝31（J）其相對擴(kuò)展不確定度為

第五十五頁，共84頁。

7）測量不確定度的報(bào)告與表示檢測結(jié)果不確定度的報(bào)告為：U＝31J，K＝2。表明：可以期望在（206－31）J到（206＋31）J的區(qū)間包含了該鋼材夏比沖擊吸收功測量結(jié)果可能置值的95％。第五十六頁，共84頁。鋼材夏比V型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)

儀器化試驗(yàn)方法

技術(shù)內(nèi)容說明第三章GB/T19748-2005第五十七頁，共84頁。儀器化沖擊試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化修改采用（MOD）了ISO14556：2000

鋼的夏比V型缺口擺錘沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)方法第五十八頁，共84頁。

一.

特點(diǎn)及意義

1.與常規(guī)夏比沖擊試驗(yàn)方法比較

采用常規(guī)沖擊試驗(yàn)機(jī)主體，增加了測力系統(tǒng)及位移測量系統(tǒng)，通過力－位移曲線，反映出缺口受到?jīng)_擊力后裂紋的形成、擴(kuò)展以至斷裂的過程。力－位移曲線覆蓋的面積則為沖擊吸收能量。2.儀器化沖擊試驗(yàn)的本質(zhì)

通過力－位移曲線中的力特征值、位移特征值和能量特征值的確定，反映試樣在沖擊過程中的斷裂特性。第五十九頁，共84頁。二術(shù)語力的表征屈服力最大力不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始力不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止力第六十頁，共84頁。

位移的表征

屈服位移最大力時的位移不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始位移不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止位移總位移第六十一頁，共84頁。沖擊能量的表征最大力時的能量不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始能量不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止能量總沖擊能量第六十二頁，共84頁。三.

力－位移曲線

1.力測量系統(tǒng)（6.2條）

a力傳感器b放大器c記錄裝置2.位移測量系統(tǒng)（6.3條）

a力－時間法b位移傳感器第六十三頁，共84頁。

1a－屈服特性點(diǎn)2b－最大力點(diǎn)3c－裂紋擴(kuò)展起點(diǎn)4d－裂紋擴(kuò)展終點(diǎn)5e－零力值點(diǎn)四.曲線特性點(diǎn)（圖2）第六十四頁，共84頁。力－位移曲線中的特性點(diǎn)（74）第六十五頁，共84頁。

五.曲線類型

根據(jù)材料韌脆特性規(guī)定了6種類型曲線：1脆性類型（A型和B型）2過渡類型（C、D、E型）3韌性類型（F型）第六十六頁，共84頁。五.與ISO14577比較

1.術(shù)語方面不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始力不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展終止力不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始位移不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始位移不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始能量不穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展起始能量

2.增加了WI與WP符號及定義

第六十七頁，共84頁。

六.幾點(diǎn)說明

1.與GB/T229的相關(guān)性

a）

試樣b）試驗(yàn)主機(jī)c）試驗(yàn)步驟

2.與常規(guī)沖擊試驗(yàn)結(jié)果的比較

偏差應(yīng)在5J之內(nèi)。3.韌性斷面率的計(jì)算和測定

力無急劇下降：韌性斷面率為100％。第六十八頁，共84頁。

法）金屬夏比沖擊試驗(yàn)方法相關(guān)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)

一GB/T229－1994金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法

二GB/T3808-2002擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)

三GB/T18658-2002擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢驗(yàn)用夏比V型缺口標(biāo)準(zhǔn)試樣

四GB/T4160-2004鋼應(yīng)變時效敏感性試驗(yàn)方法（夏比沖擊法）第六十九頁，共84頁。五ISO148.1-2006金屬材料夏比擺錘沖試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法

六ISO14556:2000鋼夏比V型缺口沖擊試驗(yàn)儀器化試驗(yàn)

七ASTME23-2005金屬材料缺口試樣標(biāo)準(zhǔn)沖擊試驗(yàn)方法

第七十頁，共84頁。

金屬材料——夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法

(GB/T229新標(biāo)準(zhǔn)草案)范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定金屬材料（V型和U型缺口試樣）沖擊吸收功的方法。本標(biāo)準(zhǔn)不包括儀器化沖擊試驗(yàn)，儀器化沖擊試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)在ISO14556中規(guī)定。第七十一頁，共84頁。

引用標(biāo)準(zhǔn)下列引用的標(biāo)準(zhǔn)是本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用必要的內(nèi)容。對于注明日期引用的標(biāo)準(zhǔn)，僅該版本標(biāo)準(zhǔn)適用，對于未注明日期引用的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)使用最新版本（包括所有修訂的版本）。GB2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)及工藝性能試驗(yàn)取樣規(guī)定GB/T3808擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)（ISO148—2，1998，Metallicmaterials-Charpypendulumimpacttest-Part2:Verificationoftestmachines,MOD）GB8170數(shù)值修約規(guī)則第七十二頁，共84頁。術(shù)語及定義3.2試樣根據(jù)試樣在試驗(yàn)機(jī)支座上放置的方位，使用下列的術(shù)語（見圖1）：3.2.1試樣高度h帶有缺口面與其相對面之間的距離。3.2.2試樣寬度w與缺口平行且垂直于高度方向的尺寸。3.2.3試樣長度l與試樣缺口方向垂直的最大尺寸。第七十三頁，共84頁。

試驗(yàn)裝置7.1安裝及檢驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)應(yīng)按GB/T3808進(jìn)行安裝及檢驗(yàn)。7.2錘刃錘刃半徑應(yīng)為2mm和8mm兩種。建議用符號的下標(biāo)數(shù)字標(biāo)示：KV2或KV8。注：對于沖擊吸收功低的試樣，用2m