金属材料夏比摆锤冲击试验方法

冲击试验

《钢材质量检验》单元教学设计一、教案头

二、教学过程设计

三、讲义 1.材料的韧性 韧性是指金属材料受冲击力的作用下，抵抗破坏的能力。 大部分金属在使用过程中，不仅受到静态力的作用，还受到快速形成的冲击力的作用。例如，火车车轮对铁轨的冲击，海水对轮船的冲击，压力容器受到的冲击。由于冲击力加载的速度非常快，金属受冲击时，应力分布和变形不均匀，极易发生断裂。因此，对承受冲击力的零件或工具来说，仅有强度指标是不够的，还要有足够的抵抗冲击负荷的能力，即韧性。 金属材料冲击韧性的评价采用冲击试验来完成。我国1994年颁布了金属韧性的测试标准 GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》。 2.冲击试验 （1）冲击试验原理 将标准试样置于冲击试验机的支座上，然后释放具有一定重力势能的重锤，重锤在下降过程中的快速冲击力作用下，将试样一次性冲断。测试试样在折断过程中的吸收功A k（能量差值）。 冲击功A k的测定原理是能量守恒原理，即摆锤在最高处静止时有一定的重力势能，将试样冲断后继续向前上升到最大位置处有一定的重力势能，二者的能量差即为试样在折断过程中的吸收功A k。冲击功可在试验机表盘上直接读出。 通常，金属的冲击功A k数值越大，其抵抗冲击破坏的能力就越强。有时候为了便于比较，不仅要测试试样的冲击功A k，还要将冲击功换算成冲击韧性。冲击韧性规定为单位面积上所受到的冲击力，即：a k = A k/S0 式中 A k——冲击功； S0——试样在冲击缺口处的横截面积。

（2）冲击试样 冲击功A k的大小受试样形状的影响较大。GB/T229—1994中规定可以采用以下两种缺口试样，即U型缺口试样和V型缺口试样。样坯切取应参照GB2975标准中的规定，式样的加工制造应符合下表中的规定。 序 缺口类型V型缺口U型缺口 号 1 缺口角度（°）45± 2 / 2 缺口半径（mm）0.25±0.025 1±0.07 3 缺口底部粗糙度 1.6μm 1.6μm 4 缺口深度（mm）8±0.0 5 8±0.05 5 试样厚度（mm）10±0.05 10±0.05或5±0.05 6 试样宽度（mm）10±0.10 10±0.10 7 试样长度（mm）55±0.60 55±0.60 8 试样半长度（mm）27.5±0.30 27.5±0.30 3. 冲击试验注意事项 （1）室温冲击试验应在23士5℃下进行,有温度要求的试验应在规定温度士2℃下进行。 （2）试验机一般在摆锤最大能量的10%～90%范围内使用。打击速度：5.0～5.5m/s。 （3）试验前应检查摆锤空打时被动指针回零差不超过最小分度值的四分之一。 （4）试样应紧贴支座放置，缺口对称面与两支座对称面偏差不应大于0.5mm。 （5）数值修约：至少保留2位有效数字，大于100J的取3位。 4.冲击功和冲击试验在工程上的应用 作为韧性指标，为设计的选材和研制新型材料提供理论依据；检查和控制冶金产品的质量；监

JJG 145摆锤冲击试验机检定规程

JJG145-2007《摆锤式冲击试验机》 检定规程实施要点分析 摘要：为更好执行JJG145-2007摆锤式冲击试验机检定规程要求，本文对摆锤式冲击试验机的工作原理，重要的检定方法以及具体措施，对影响冲击试验的关键问题进行重点的论述。在检定校准过程中“直接检定方法”与“标准冲击样品的间接检定方法”都是重要的，采用“标准冲击样品的间接检定方法”是对冲击试验机综合性能检定，是必需的、可行的、简便的。 一、摆锤式冲击试验机工作原理 摆锤式冲击试验机是用规定高度的摆锤对处于冲击试验机砧座上的冲击试样进行一次性打击，测量试样弯折时的冲击吸收功。摆锤是以冲击试验机摆轴为中心，在处于预仰角 位置时释放摆锤，以一定速度冲击试验机砧座上的冲击试样。 见图1。 图1 摆锤式冲击试验机工作原理图

二、摆锤式冲击试验机检定方案分析 根据摆锤式冲击试验机的工作原理分析，主要由三大部分组成： a. 冲击试验机主机架； b. 冲击摆锤； c. 冲击试样砧座与支座。 基本保障是：冲击试验机应安装在具有质量足够的地基上。 最终综合技术指标是：冲击能量——J焦耳。这一能量的表现形式是对冲击试样的冲击吸收能量。它指示了冲击试验机冲击试样的能量，以及冲击试验机的能量传递给冲击试样准确的程度。 为此，对摆锤式冲击试验机的检定，最为重要的是：考核整机性能、整机刚度、安装质量（地基的合理性）。 摆锤式冲击试验机的检定 按JJG145要求，冲击试验机的检定分为首次检定，其中包括直接检定与间接检定，后续检定及使用中检验，详见规程中的表8。本文主要介绍间接检定方法。 间接检定方法 间接检定法是指使用标准冲击样品进行冲击能量的检定方法，即示值检定法。间接检定方法可保证冲击试验机示值的准确性。使用标准样品的间接检定，实质上是对试验机的综合性能的检定以及冲击能量示值准确性的检定。 1. 标准冲击样品的应用 标准冲击样品的标准能量值应在下列之一的范围内： 低能量(L)级：标准能量值＜30J 中能量(M)级：30J≤标准能量值＜110J 高能量(H)级：110J≤标准能量值＜220J 超高能量(UH)级：标准能量值≥220J 标准冲击样品技术要求见表1 目前使用的标准冲击样品冲击后不撕裂分离，可以准确的保留每一次冲击后样品的印痕，通过对印痕的分析会快速、清楚的发现试样砧座、冲击刀刃的当前状态。从而对冲击试验机冲击试验数据的分散、能量超标等问题迅速做出判定。 我国自主研制的标准冲击样品，经过多年国内外实验室的验证考核，其性能是稳定可靠的。标准冲击样品是国家标准化管理委员会批准的国家级标准样品。国家标准样品编号为GSB 03-2040（2041、2042、2043）-2006 使用标准冲击样品可以应用于冲击试验机的检定；实验室设备的期间核查；实验室之间设备比对；实验室内部操作员考核；试验仪器的不确定度评定；发现异常试验数据时对试验机的检查。 2. 使用标准冲击样品进行间接检定（示值检定） 使用标准冲击样品进行间接检定时，试验机示值误差和重复性应符合表2规定

BS EN 10045-11990 金属材料夏比冲击试验 第一部分测试方法 中文版

BS EN 10045-11990 金属材料夏比冲击试验 第一部分测试方法中文版 第一部分：测试方法（V和U型缺口） 实施对象和领域： 本标准详细的描述了金属材料夏比冲击试验的的细节。 3、试验原理： 用规定高度的摆锤对处于简支梁扎的缺口试样进行依次性打击，测量试样折断时的冲击吸取功。 4、名词： 本标准所适用的名词如表1和图1、图2： 表1——名词 5、试样： 5.1 取样数量和取样位置应该在相应的产品标准中作出详细讲明。 5.2 标准试样应该是55mm长，同时它的截面是10mm见方的正方体，在长度的中心部位开有缺口，两种型号的缺口详细讲明如下：

a）V型缺口角度45度，缺口深2mm，缺口弯曲半径0.25mm，如不能制备标准试样，能够采纳宽度7.5mm或5mm等小尺寸试样，缺口应该开在狭窄的一面。 B）U型缺口或锁眼缺口试样，缺口深5mm ,缺口弯曲半径1mm。 除了铸造试样缺口所在的两平行表面达到所需要的周密度则能 够不进行机加工以外，原则上试样应该机加工完成。 5.3 缺口所在平均平面应垂直于试样的纵轴线。 5.4 试样详细尺寸公差在表2中给出。 表2——试样尺寸许用公差

5.5 。。。。。。如果相应的产品标准只能承诺，不管如何，只有两个试样的形状和尺寸相同，那他们的结果比较才有意义。 5.6 机加工应该尽可能的不改变试样的性能，例如，冷热加工应该把对试样的阻碍减到最小。开缺口应该专门小心。 6.1 试验机应该被严格的制造和安装并符合欧洲标准10 045-2的要求。 试验机要紧的特点含义见表3。 表3——试验机特点

6.2 当摆锤式冲击试验机的冲击能量为（300±10）J并采纳标准试样时，则试验视为在正常条件下进行。在上述条件下确定的缺口冲击功的缩写符号为： ——KU 适用于U型冲击试样 ——KV 适用于V型冲击试样 例如： ——KV=121J： ——名义能量300J ——标准V型缺口试样 ——断裂吸取功121J 6.3 试验机有不同的承诺冲击能量，因此在刻度盘上指针所指的冲击能量前应增加KU或KV的标记。 例如： KV 150：承诺能量150 J KU 100：承诺能量100 J ——KU 100=65 J ——承诺最大能量100J ——标准U型缺口试样 ——冲击功65 J 6.4 关于V型缺口辅助试样，KV符号后应补上实验机承诺冲击能量和试样的宽度。 例如： ——KV300/7.5：可用最大冲击功300 J，试样宽度7.5 mm ——KV150/5：可用最大冲击功150 J，试样宽度5 mm ——KV150/7.5=83 J

夏比冲击试验

冲击试验 一、金属夏比冲击试验 金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外，还要求有足够的韧性。所谓韧性，就是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性好的材料在服役条件下不至于突然发生脆性断裂，从而使安全得到保证。 韧性可分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性，其中评价冲击韧性（即在冲击载荷下材料塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力）的实验方法，按其服役工况有简直梁下的冲击弯曲试验（夏比冲击试验）、悬臂梁下的冲击弯曲试验（艾尔冲击试验）以及冲击拉伸试验。夏比冲击试验是由法国工程师夏比（Charpy）建立起来的，虽然试验中测定的冲击吸收功Ak值缺乏明确的物理意义，不能作为表征金属制作实际抵抗冲击载荷能力的韧性判据，但因其试样加工简便、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最广泛的一种传统力学性能试验。 夏比冲击试验的主要用途如下： （1）评价材料对大能量一次冲击载荷下破坏的缺口敏感性。零部件截面的急剧变化从广义上都可视作缺口，缺口造成应力应变集中，使材料的应力状态变硬，承受冲击能量的能力变差。由于不同材料对缺口的敏感程度不同，用拉伸试验中测定的强度和塑性指标往往不能评定材料对缺口是否敏感，因此，设计选材或研制新材料时，往往提出冲击韧性指标。 （2）检查和控制材料的冶金质量和热加工质量。通过测量冲击吸收功和对冲击试样进行断口分析，可揭示材料的夹渣、偏析、白点、裂纹以及非金属夹杂物超标等冶金缺陷；检查过热、过烧、回火脆性等锻造、焊接、热处理等热加工缺陷。 （3）评定材料在高、低温条件下的韧脆转变特性。 用系列冲击试验可测定材料的韧脆转变温度，供选材时参考，使材料不在冷脆状态下工作，保证安全。而高温冲击试验是用来评定材料在某些温度范围如蓝脆、重结晶等条件下的韧性特性。 按试验温度可分为高温、低温和常温冲击试验，按试样的缺口类型可分为V 型和U型两种冲击试验。现行国家标准GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验

冲击韧性试验报告

冲击韧性测定试验报告 一、 实验目的 1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理 2. 掌握测定试样冲击性能的方法 二﹑实验内容 测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，并进行比较。 三﹑实验设备 3. 冲击试验机 4. 游标卡尺 图1-1冲击试验机结构图 四﹑试样的制备 若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用U 型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。 图1-2 冲击试样 五﹑实验原理 冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图1－2的B 处，将摆锤举至高度为H 的A 处自由落下， 冲断试样即可。 摆锤在A 处所具有的势能为： E=GH=GL(1-cos α) (1-1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为： E 1=Gh=GL(1-cos β)。 (1-2) 势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K :

A K=E-E1=GL(cosβ-cosα) (1-3) 式中，G为摆锤重力（N）；L为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。 h L G H 图1-3冲击试验原理图 六﹑实验步骤 1.测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。 2.根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。 3.安装试样。如图1－4所示。 图1-4冲击试验示意图 4.进行试验。将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起 到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。 5.记录表盘上所示的冲击功A KU值.取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。 6. 冲击试验要特别注意人身的安全。 七﹑实验结果处理 1.计算冲击韧性值αKU. αKU =0 S A KU (J/cm2) (1-4)式中,A KU为U型缺口试样的冲击吸收功(J); S0为试样缺口处断面面积(cm2)。

EN+金属材料夏比冲击试验(中文)

EN+金属材料夏比冲击试验(中文)

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EN10045 中文版 金属材料夏比冲击试验 第一部分：测试方法（V和U型缺口） 1、实施对象和领域： 1.1本标准详细的描述了金属材料夏比冲击试验的的细节。 2、涉及标准： 3、试验原理： 用规定高度的摆锤对处于简支梁扎的缺口试样进行依次性打击，测量试样折断时的冲击吸收功。 4、名词： 本标准所适用的名词如表1和图1、图2： 表1——名词 涉及名词 名称单位 (看图1和 图2) 1 试样长度mm 2 试样厚度mm 3 试样宽度mm 4 缺口处材料厚度mm 5 缺口角度Degree 6 缺口半径mm 7 砧骨距离mm 8 砧骨半径mm 9 每个枕骨锥形角度Degree 10 摆锤锥形角度Degree 11 摆锤弯曲半径mm 12 摆锤宽度mm KU或KV冲击功Joule

5、试样： 5.1 取样数量和取样位置应该在相应的产品标准中作出详细说明。 5.2 标准试样应该是55mm长，并且它的截面是10mm见方的正方体，在长度的中心部位开有缺口，两种型号的缺口详细说明如下： a）V型缺口角度45度，缺口深2mm，缺口弯曲半径0.25mm，如不能制备标准试样，可以采用宽度7.5mm或5mm等小尺寸试样，缺口应该开在狭窄的一面。 B）U型缺口或锁眼缺口试样，缺口深5mm ,缺口弯曲半径1mm。 除了铸造试样缺口所在的两平行表面达到所需要的精密度则可以不进行机加工以外，原则上试样应该机加工完成。 5.3 缺口所在均匀平面应垂直于试样的纵轴线。 5.4 试样详细尺寸公差在表2中给出。 表2——试样尺寸许用公差 名称 U型冲击试样V型冲击试样 名义尺 寸 机械公差 名义尺 寸 机械公差 ISO符 号 ISO符 号 长度55mm ±0.60m m j s 15 55mm ±0.60mm j s 15 厚度10mm ±0.11m m j s 13 10mm ±0.60mm j s 12 宽度 标准试样10mm ±0.11m m j s 13 10mm ±0.11mm j s 13 小尺寸试样7.5mm ±0.11mm j s 13 小尺寸试样5mm ±0.06mm j s 12 缺口角度45o±2o 缺口处材料厚度5mm ±0.09m m j s 13 8mm ±0.06mm j s 12 缺口半径1mm ±0.07m j s 12 0.25mm ±0.025m

摆锤式冲击试验机

摆锤式冲击试验机 一、设备名称：摆锤式冲击试验机 二、型号：JBW-300B 三、摆锤式冲击试验机性能说明： 摆锤式冲击试验机主要用于测定金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能进行检测，是冶金、机械制造等单位必备的检测仪器，也是科研单位进行新材料研究不可缺少的测试仪器，该系列机型也是目前市场上普遍的冲击试验机。 1.本机为微机屏显式半自动冲击试验机，采用PC微机控制，可实现扬摆→冲击→测 量→运算→屏幕数显→打印等微机化操作，工作效率高,测试精度高。在冲击试样后利用剩余能量自动扬摆，做好下次试验准备，操作简便，工作效率高。特别在连续做冲击试验的试验室和大量做冲击试验的冶金、机械制造等行业更能体现其优越性。计算机可计算和数显材料冲击吸收功、摆锤扬角及试验平均值。根据用户需要还可实现远程数据传输。 2.摆锤为U型摆体设计，保证了打击中心准确，摆锤力矩精确； 3.冲击刀采用螺钉安装固定，更换简单方便； 4.装有安全防护销，并且配备了安全防护网； 5.微机控制，按指令完成取摆、冲击、自动扬摆、再冲击多次试验的全过程。 6.试验机符合国标GB/T3803-2002《摆锤式冲击试验机的检验》，按国标 GB/T229-2007《金属夏比缺口冲击试验方法》对金属材料进行冲击试验

四、摆锤式冲击试验机主要技术指标： 1、冲击能量：150J、300J 2、摆锤预扬角：150° 3、摆轴中心至冲击点距离：750mm 4、冲击速度：5.2m/s 5、试样支座跨距：40mm 6、钳口圆角：R1-1.5mm 7、冲击刀刃圆角：R2-2.5mm R8mm 8、冲击刀厚度：16mm 9、角度准确度：±0.1° 10、试样尺寸：10（7.5、5）×10×55mm 11、外形尺寸：650mm×1960 mm×2100mm 12、试验机净重：约550Kg 13、电源：交流三相380V±10% 50HZ 5A 14、环境条件：周围环境中无腐蚀介质，无震动，无强电磁场干扰。 五、摆锤式冲击试验机设备主要配置： 1.300焦耳主机一台； 2.150J、300J 摆锤各一个 3.电机一台（装在主机上）； 4.取摆传动装置一套（装在主机上）； 5.自动挂摆装置一套（装在主机上）； 6.保险机构一套（装在主机上）； 7.防护网一套； 8.支座调校器一只； 9.试样对中器一只； 10.专用测量软件一套； 11.微机及打印机一台 12.摆锤拆卸器一件； 13.地脚螺钉四个； 14.调整斜铁四块； 15.内六角扳手一支；

摆锤式冲击试验机操作规程

摆锤式冲击试验机操作 规程 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

摆锤式冲击试验机操作规程 名称：摆锤式冲击试验机；型号：XJJ-5；使用人：马涛涛 1.操作步骤： ①检查运行状态 试验前必须检查试验机是否处于正常状态，各运转部件及其紧固件必须安全可靠。 ②检查和调整拨针位置 当摆锤自由的处于铅锤位置时，拨转指针至读数盘的最大读数处，调整拨针使之上平面与指针小柱靠紧，然后旋转拨针上的紧固螺钉。 ③空击试验和检查 空击试验的目的是为了检查能量损失是否过大，操作时将摆锤升起至予扬角位置，手动指针拨至最大读数值，操纵手控盒“冲击”按钮，当完成一次冲击回落时，用手迅速地将指针拨回读数盘最大读数值处，待锤完成第二次冲击后，将其控制到“制动”位置(使脱摆轴勾住摆锤的调整套），读取指针指示值，将两次指示值（第一次应为0）之差除以2即为一次空击过程中的能量损失。对最大冲击能量为300焦耳的摆锤能量损失允许焦耳，对最大冲击能量为150焦耳的摆锤能量损失允许耳，如果超出允许值，则应检查弹性垫圈压力是否过大，拨针是否松动和位置准确与否，摆轴轴承是否灵活等，直到达到允许值要求。 ④安装试样 将摆锤控制到“制动”位置后，在试件长度中部的正面与背面分别测量试件的宽度取平均值记录，在其中部两边对应部位测量两点厚平均并记录，将试件置于摆锤冲击机的托板上，其正面对着摆锤，试件背面应于支撑刀刃靠紧。 ⑤冲击试验 将试件安装好后，再将指针拨至最大读数处，在确认好工作环境安全正常，按下释放按钮即可实现冲击。冲断试样后，将摆锤控制到“制动”位置，读取被动指针读数并记录。 2.试验机的维护保养 ①试验机若需搬动位置应将摆锤卸下，以免来回摆动使零件遭到损坏； ②对于易锈部位应涂防锈油； ③没有必要时，严禁拆卸或更换摆锤上的有关零件，以免摆锤力矩和打击中心距发生变化； ④使用前应检查摆锤、摆杆上的连接螺钉是否松动；

金属系列冲击实验

实验名称：金属系列冲击试验 一、试验目的 1、通过测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，断口脆性断面率，观察比较金属韧脆转变特性。 2、结合夏比冲击试验归纳总结降低金属韧性的致脆因素。 二、试验要求：按照相关国标标准（GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法）要求完成试验测量工作。 三、试验原理 本试验的原理为：韧性是材料承受载荷作用导致发生断裂的过程中吸收能量的特性。冲击试验是在高速载荷的作用下材料韧性的通用试验方法，试验测量结果为冲击吸收功。 采用系列冲击试验，即测定材料在不同温度下的冲击吸收功，可以确定其韧脆转变温度。 四、试验准备内容 1、试验材料与试样 ①本次试验的材料为：Q235低碳钢、T8钢和纯铁。 ②本次试验的试验选择应依照国标要求，试样为缺口深度为2mm的标准夏比U 型缺口冲击试样，试样的具体尺寸及公差如图1所示： 2、试验测试内容与相关的测量工具、仪器、设备 ①试验测试内容

试验中所需测量的物理量：低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，脆性区各边长度 ②测量工具、仪器、设备 1. 冲击试验机JB-300B，主要性能指标如下： 最大冲击能量：300J 摆锤预扬角：150° 摆轴中心至打击中心的距离：750mm 冲击速度：5.2m/s 试样支座跨距：40mm 试样支座端圆弧半径：R1-1.5mm 冲击刀圆弧半径：R2-2.5mm 冲击圆弧半径：30° 冲击刀厚度：16mm 2.杜瓦瓶 3.工具显微镜 4.温度计 3、试验步骤或程序 1.每个人分别从样品盒中取一块样品并对样品编号以作区分。 2.保温温度分别设有80o C，室温，0o C，-20o C，-30o C，-40o C，-60o C，在确定 好各自样品的保温温度后，用夹具正确地将样品置于杜瓦瓶内，让样品连同夹具与温度计保温5min以上。对于低温试样，使用液氮对样品进行降温，低温时的保温时间应从温度低于 预设值计起，当瓶内温度高于预设值时，适当补充液氮进行降温。保温时间超过5min以后，待温度回升至比预设值低0.5o C左右时，即可取出样品。 3.取出经保温处理的样品，在冲击试验机上进行冲击实验，记录所得冲击功。 4.观察比较断口形貌并记录之。 5.对于非纯脆断或非纯韧断的样品，使用工具显微镜测量样品脆性区的各边长度，求起面积，进而得出断口脆性断面率并记录下来。 五、实验数据处理 一、数据记录 1、不同温度试样冲击功及断口脆性断面率记录如表1、表2所示。

金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定

金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定 发表时间：2014-11-20T14:28:54.310Z 来源：《价值工程》2014年第4月上旬供稿作者：丁淑兰[导读] 测量不确定度是对应于每个测量结果的，因此对不同参数、不同测量范围的不同量值，应分别给出相应的测量不确定度。 Evaluation of Uncertainty of Charpy Pendulum Impact Test of Metallic Materials 丁淑兰DING Shu-lan（镇江市产品质量监督检验中心，镇江212000）（Zhenjiang Products Quality Supervision & Inspection Center，Zhenjiang 212000，China）摘要院通过测量低合金高强度结构钢钢板的冲击吸收能量，分析钢板的冲击吸收能量测量的不确定度的来源，利用测量获得的实验结果及其他相关资料，评定测量结果的不确定度。 Abstract: An analysis of the sources of uncertainty of the impact energy of the high strength low alloy structural steel has been studiedby measuring the impact energy of the high strength low alloy structural steel. Then assess the uncertainty by using the experimental resultsand other related information. 关键词院冲击试验；不确定度；评定Key words: impate test；uncertainty；evaluation 中图分类号院TG115.5+6 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）10-0056-020 引言测量是通过实验合理地赋予某量一个或多个量值的过程。测量的过程中，因为测量人员、测量方法、测量程序、测量所使用的仪器设备、测量的环境条件等的不同会产生测量误差，所得的被测量值具有分散性。测量不确定度是表征赋予被测量之值分散性的非负参数，是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。是与测量结果相联系的参数，用于表示测量结果的可信性。通过测量不确定度可以 了解到被测量的值在什么范围内，是定量说明测量结果的质量的一个参数，不确定度越小，表示测量结果的可信度越高。不确定度的评定在我国的应用越来越来广泛，在我国国家标准GB/T 27025-2008 中明确规定了校准试验室或进行自校准的检测实验室，对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用测量不确定度的程序。测量不确定度是评价检验机构检验能力和检验水平的科学性的指标。 1993 年由国际标准化组织（ISO）计量技术顾问组第三工作组（ISO/TAG4/WG3）起草并发布了《测量不确定度表示指南》（Guide to the expression of uncertainty inmeasurement 以下简称GUM），GUM 采用当时国际通行的观点和方法，使涉及测量的技术领域和部门，可以用统一的准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较。JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》标准中所规定的评定与表示测量不确定度的通用方法适用于各种准确度等级的测量领域，为测量结果的比较提供了国际上公认一致的依据。 1 试验方法概述按GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》标准规定的要求，测量厚度为20mm 的牌号为Q345B 的低合金高强度结构钢钢板的冲击吸收能量。分析测量冲击吸收能量的不确定度的来源，评定测量结果的不确定度。 淤测量依据：GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》。于试验环境要求：GB/T 1591-2008 标准规定试验温度为：20依2益。盂测量仪器：经市级计量所检定合格的JB-300B 半自动冲击试验机，其准确度满足国家相应的检定规程的规定，选用小摆锤（量程为0耀150J）。榆试样制备：试样的制备符合国家标准GB/T229-2007，试样为标准尺寸冲击试样，长度为55依0.60mm。宽度为10依0.11mm。高度为10依0.075mm。加工好的试样尺寸偏差应符合标准要求并经检查合格后才能进行试验。虞测量过程：本方法属于直接测量，冲击机直接显示试样的冲击吸收能量。在试验前应检查钳口支座，摆锤是否可靠坚固，以防止试验结果失准。试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗。试样应紧贴试验机砧座，锤刃沿缺口对称面打击试样缺口的背面，试样缺口对称面偏离两砧座间的中点高水平不大于0.5mm。 2 不确定度的主要来源和分析测量不确定度的来源要根据实际情况进行具体分析。 分析时除了定义的不确定度外，可从测量仪器、测量环境、测量人员、测量方法等方面全面考虑，特别要注意对测量结果影响较大的不确定度来源，应尽量做到不遗漏，不重复。 本试验在标准规定的条件下进行，不考虑温度效应所引起的不确定度分量，冲击吸收能量测量不确定度的主要来源有以下几个方面：淤测量重复性引入的不确定度分量。该分量包含了冲击试验机测量重复性、样品的不均匀性的随机影响引起的不确定度；于冲击试验不同试验人员之间的误差；盂回零差引起的不确定度；榆冲击试验机的分辨率引起的不确定度。 3 测量模型的建立本测量为直接测量，冲击试验机的读数即是测量结果，所以测量模型为：X=Xi。 4 测量不确定度的评定4.1 A 类标准不确定度评定在同一钢板上按照GB/T229-2007 标准的要求加工20 件相同的标准试样，分成两组试样，每组10 件，由两人在同一台冲击试验机上在相同的试验条件下，采用相同的试验方法进行试验。每人连续测量10 次，测得的两组冲击吸收功KV2 数值见表1。

三种高低温摆锤冲击实验方法的比较说明

三种高低温摆锤冲击实验方法的比较说明 关于（高温）低温摆锤冲击实验方法，现世界上主要有三种方式。 1、目前世界上绝大多数用户的实验室所选用的传统方式：预先将样品在另一个（高）低温恒温箱中冷冻（加热）至所需温度，然后迅速取出后放置于夹具上快速冲击。误差取决于环境温度的散热及取出样品至冲击结束的时间。 2、专用冲击低温箱方式：将样品试验台（包括样品）一块儿冷冻（通常不能加热做高温试验），达到所需温度并且稳定后再打开低温箱开始冲击实验。误差取决于低温箱温度准确性、稳定性，样品及夹具稳定时间的长短以及打开低温箱后至冲击结束所需时间。 3、整体冷冻方式：将整个冲击仪密封在一个小型低温恒温室内或整个操作间低温恒温。由于小型恒温室价格昂贵，工作人员在低温环境中工作不便，此种方式很少使用。由于环境温度对冲击仪有较大影响，该方式不能做高温试验及很低的低温实验。误差取决于恒温室温度的稳定性、准确性以及仪器对环境温度变化的影响。 意大利ATS公司设计经理Mr. Segrio Martiotti（原CEAST公司的主设计师）是一位在该方面的资深专家。中国很多用户的RESIL25摆锤冲击仪都是他设计的，销售了十几年。经向Mr. Martiotti询问，他提出：设计一个摆锤低温箱是非常容易的，但ATS经过试验考察后，不采用该方案，原因是： 1、低温箱的温度稳定度及准确度在±1-2℃左右（摆锤冷冻箱设定与实际稳定温度差值为±2℃，需长时间稳定）；而在低温状态下，0.1℃的温度误差即产生很大的冲击误差（根据不同材料的变化，测试值也不同。），其影响远远大于冲击仪自身的误差。 2、98年才开始设计生产的低温箱工艺材料等均不完全成熟，世界上生产类似摆锤低温箱的也很少。而目前世界上用旁边放低温柜，用迅速夹持冲击方法的占绝大多数。传统低温柜，世界上有近千家厂家，几百万台生产量。材料、工艺、性能均有保障。在低温冷冻箱基础上，为设备专门进行改动，使取样更方便和快速，温度精度0.1℃，稳定性0.2℃。除低温外，还可以做高温材料冲击实验和用于其它用途。 3、ATS的快速恒应力夹具加上设计取样方便的低温柜，使从取样到冲击完毕时间很快，约几秒至十几秒。样品只表面温度略有变化，对实质性影响不大，同用专用的摆锤冲击箱开箱后再冲击的时间基本是一样的；而平均样品误差值小于摆锤冲击箱（温度一致性比摆锤冲击箱好得多）。一般的冲击低温箱还需另外配一只低温柜，将样品深冷冻后再取出放在箱内冷冻，否则样品不能深冷冻，温度误差更大；增加了成本。 4、专用摆锤低温箱不实用。从做实验开始到恒定所需温度值需很长时间，每次样品间隔需长时间温度稳定，否则一致性很差。另外，消耗液氮也多，成本高。如果包括人工,则成本昂贵，因此意大利及欧洲乃至世界上很少用此种方式。 5、整体仪器冷冻方式由于仪器所处环境经常变化及温度波动性较大，并且造价昂贵、操作条件恶劣，因此也不是常用方式。

摆锤式冲击试验机间接检验用夏比V型缺口标准试样(标准状态：现行)

I C S19.060;77.040.10 N71 中华人民共和国国家标准 G B/T18658 2018 代替G B/T18658 2002 摆锤式冲击试验机间接检验用 夏比V型缺口标准试样 C h a r p y V-n o t c h r e f e r e n c e t e s t p i e c e s f o r i n d i r e c t v e r i f i c a t i o no f p e n d u l u mi m p a c t t e s t i n g m a c h i n e s (I S O148-3:2008,M e t a l l i cm a t e r i a l s C h a r p yp e n d u l u mi m p a c t t e s t P a r t3:P r e p a r a t i o na n d c h a r a c t e r i z a t i o no fC h a r p y V-n o t c h t e s t p i e c e s f o r i n d i r e c t v e r i f i c a t i o no f p e n d u l u mi m p a c tm a c h i n e s,MO D) 2018-07-13发布2019-02-01实施 国家市场监督管理总局

目 次 前言Ⅰ 引言Ⅲ 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 符号和缩略语2 5 标准试验机3 6 标准试样6 7 标准试样的检定证书7 8 使用标准试样组的注意事项7 附录A (资料性附录) 夏比冲击标准试样标定吸收能量(K V )值的不确定度11 参考文献17 G B /T 18658 2018

摆锤冲击试验操作规程

3301070 摆锤冲击试验 操作规程 XZL-26-008 (第二版) 起 草：周玉萍 审 核：吕子荣 批 准：赵福恩 受控状态：受控 发布日期：2011-12-14 实施日期：2011-12-20 新兴铸管股份有限公司质量监督部

1 目的 对操作人员进行岗位培训，使其了解设备性能，工作流程、工作状况，可以熟练操控设备。 2 适用范围 本操作规程适用于金属材料的夏比冲击试验。 3 职责 3.1. 质量监督部负责编制和提供设备的操作规程，以及操作人员的培 训。 3.2. 质量监督部负责监督操作规程的执行情况。 4 操作步骤 4.1. 打开总电源开关及电机电源开关，进入启动界面。 4.2. 点击触摸屏的“NCS”图标，系统进入触摸屏“功能菜单”界面。 4.3. 点击“系统操作”图标，进入冲击试验的操作界面及冲击功能量 值的示数界面。 4.4. 举摆准备：点击“举摆”，摆锤会自动向挂钩方向举起，同时安 全销会自动吸入，当摆锤到达预定高度即初始仰角的位置时，电 机会自动停止转到，摆杆会自动挂在主机的挂钩上，同时安全销 会弹出来，此时冲击试验机处于正常的准备试验状态。 4.5. 空打检验：在做实际试样的冲击试验之前，可以先做几次空打操 作，以检查试验机的工作状态是否良好及零点示值是否合理等： 点击“退销”，安全销会自动退回，然后再点击“冲击”，摆锤

会自动释放，冲击动作完成后摆锤会自动重新举起，然后处于正 常的挂摆状态而不需要人为干预；如果空打操作一切正常且零点 示数在允许误差范围内则可以进行真实的试样冲击试验。 4.6. 正式冲击：在上面操作的基础上，摆锤是处于挂摆的状态，此时 可以打开防护罩中间的放试样的小门（而防护罩左右两侧的大门 在整个做试验的过程中是绝对不可以打开的，以免摆锤撞到防护 罩的门），把准备好的试样用试样夹夹住放在钳口的冲击位置上， 试样放好后，关闭小门，然后点击“退销”，待安全销退回后， 再点击“冲击”，这时摆锤会被自由释放，完成冲击过程，冲击 功的数值会自动显示在触摸显示屏上（如果与电脑连接数值会同 时在电脑的软件里显示并可以自动或手动记录，这可以根据操作 人员习惯及试样编号等选择数值记录方式），同时摆锤会自动举 起，处于正常的挂摆状态，准备做下一个冲击试验。 4.7. 落摆复位：当一批试样都做完而试验机暂时不用时，可以把摆锤 落下来放到铅锤位置，具体操作是：先点击“退销”，待安全销 退回后，再按住（不能松开）“落摆”，此时挂钩会先脱开（同 时离合器会吸合），过约2.5秒后电机才会开始向落摆方向转动， 等摆锤一直到达铅锤位置时才可以松开“落摆”，以保证安全。 4.8. 试验结束后，关闭电机开关及总电源开关。 5试验要求 5.1. 室温冲击试验应在23±5 C进行. 5.2. 冲击试验机一般在摆锤最大能量的10%～90%范围内使用。

夏比冲击试验报告

夏比冲击试验报告 一、 实验目的 1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理 2. 掌握测定试样冲击性能的方法 二﹑实验内容 测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，并进行比较。 三﹑实验设备 3. 冲击试验机 4. 游标卡尺 图1-1冲击试验机结构图 四﹑试样的制备 若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用U 型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。 图1-2 冲击试样 五﹑实验原理 冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图1－2的B 处，将摆锤举至高度为H 的A 处自由落下， 冲断试样即可。 摆锤在A 处所具有的势能为： E=GH=GL(1-cos α) (1-1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为： E 1=Gh=GL(1-cos β)。 (1-2)

势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K : A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (1-3) 式中，G 为摆锤重力（N ）；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm ）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。 图1-3冲击试验原理图 六﹑实验步骤 1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。 2. 根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。 3. 安装试样。如图1－4所示。 图1-4冲击试验示意图 4. 进行试验。将摆锤举起到高度为H 处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起 到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。 5. 记录表盘上所示的冲击功A KU 值.取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。 6. 冲击试验要特别注意人身的安全。 七﹑实验结果处理 1.计算冲击韧性值αKU . αKU =0S A KU (J/cm 2) (1-4)

摆锤式冲击试验机功能技术参数

一、产品简介 本公司生产的冲击试验机分为手动摆锤式冲击试验机、半自动冲击试验机、数显冲击试验机、微机控制冲击试验机、非金属冲击试验机等。 摆锤式冲击试验机是用于测量金属材料在动负荷下抵抗冲击性能的理想的检测仪器。 二、工作原理: 摆锤式冲击试验机是运用高精度的光电编码器和带专用测控、计算软件的计算机通过检测摆锤冲击前与冲击后的位能之差来检测冲击吸收功、材料的冲击韧性。 三、主要功能： 1、显示方式为双显式：即度盘指针和计算机同时显示。 2、摆锤式冲击试验机采用德国西门子PLC作为下位机控制，品

牌电脑作为上位机控制，上位机程序采用VB编程，RS232通讯方式，完成上下位机的数据交换和指令传送，充分利用PC机的强大功能进行数据处理，报表处理等。 3、采用内米控高精度的旋转编码器来获取摆锤的实时位置，获得冲击吸收功，具有系统可靠、稳定，数据准确等特点。 四、技术指标： 1、最大冲击能量： 300J 2、最大冲击速度： 5.2m/s 3、摆锤升角： 150゜ 4、主轴至打击中心的距离： 750mm 5、试样支座跨距： 40mm 6、试样支座端圆弧半径： R1—1.5mm 7、冲击刀圆弧半径： R2—2.5mm 8、冲击刀两斜面夹角： 30o 9、冲击刀厚度： 16mm 10、最小分辨力： 0.1J 11、摆锤式冲击试验机的电机功率180W 12、设备重量约480Kg 13、主机电源： 50Hz 380V 250W 手动摆锤式冲击试验机、半自动冲击试验机、数显冲击试验机、

微机控制冲击试验机、非金属冲击试验机济南铂鉴测试技术有限公司专业生产制造冲击试验机。

金属系列冲击试验报告

金属系列冲击试验报告 一．试验目的 1.了解摆锤冲击试验的基本方法。 2.通过系列冲击试验，测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功， 拟合三种金属韧脆转变温度。 二．基本原理： 韧性是材料承受载荷作用导致发生断裂的过程中吸收能量的特性。冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的一部分被试样在受冲击后发生断裂的过程中所吸收。摆锤的起始高度与它冲断试样后达到的最大高度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量，试样吸收的功称为冲击功（A k）。 采用系列冲击试验，即测定材料在不同温度下的冲击吸收功，可以确定其韧脆转变温度，即当温度下降时，由韧性转变成脆性行为的温度范围，在A k-T曲线上表现为Ak值显著降低的温度。曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度（DBTT）。当断口上结晶或解理状脆性区达到50%时，相应的温度称为断口形貌转化温度（FATT）。 脆性断裂：材料在低温断裂时会呈现脆性断裂，所谓脆性断裂即材料在极微小甚至没有塑性变形及其预警的情况下所发生的断裂，低倍放大镜下断口形貌往往是光亮的结晶状。 解理断裂：当外加正应力达到一定数值后，以极速率沿特定晶面产生的穿晶断裂现象称为解理。解理断口的基本微观特征是台阶、河流、舌状花样等。 全韧型断口：断口晶状区面积百分比定为0%； 全脆型断口：断口晶状区面积百分比定为100%； 韧脆型断口：断口晶状区面积百分比需用工具显微镜进行测量，计算出断口解理部分面积，计算出断口晶状区面积百分比 三．试验材料、试样、以及设备仪器 2.1按照相关国标标准GB/T229-1994(金属夏比缺口冲击试验方法)要求完成试验测量 工作。 2.2试验材料：低碳钢、工业纯铁和T8钢。试样外型尺寸：10mm*10mm*55mm，缺 口部位为U型槽。 2.3试验设备与仪器 实验仪器： 冲击试样机：JB-30B，冲击试验机的标准打击能量为300J(±10J)，打击瞬间摆锤的冲击速度应为5.0~5.5m/s。冲击试验机一般在摆锤最大能量的10%~90%范围内使用；实验前应检查摆锤空打时被动指针的回零道，回零差不应超过最小分度值的四分之一。 工具显微镜：目镜10X，物镜2.5/0.08，160/0. 保温杜瓦瓶：对于高温或低温冲击试验，保温瓶应能将试验温度稳定在规定 值的±2℃之内。 温度计：测高温用的玻璃温度计最小分度值应不大于1℃，测低温用数字显示式热电偶测温器。

摆锤式冲击试验机操作规程

摆锤式冲击试验机操作规程 名称：摆锤式冲击试验机；型号：XJJ-5；使用人：马涛涛 1.操作步骤： ①检查运行状态 试验前必须检查试验机是否处于正常状态，各运转部件及其紧固件必须安全可靠。 ②检查和调整拨针位置 当摆锤自由的处于铅锤位置时，拨转指针至读数盘的最大读数处，调整拨针使之上平面与指针小柱靠紧，然后旋转拨针上的紧固螺钉。 ③空击试验和检查 空击试验的目的是为了检查能量损失是否过大，操作时将摆锤升起至予扬角位置，手动指针拨至最大读数值，操纵手控盒“冲击”按钮，当完成一次冲击回落时，用手迅速地将指针拨回读数盘最大读数值处，待锤完成第二次冲击后，将其控制到“制动”位置(使脱摆轴勾住摆锤的调整套），读取指针指示值，将两次指示值（第一次应为0）之差除以2即为一次空击过程中的能量损失。对最大冲击能量为300焦耳的摆锤能量损失允许1.5焦耳，对最大冲击能量为150焦耳的摆锤能量损失允许0.75耳，如果超出允许值，则应检查弹性垫圈压力是否过大，拨针是否松动和位置准确与否，摆轴轴承是否灵活等，直到达到允许值要求。 ④安装试样 将摆锤控制到“制动”位置后，在试件长度中部的正面与背面分别测量试件的宽度取平均值记录，在其中部两边对应部位测量两点厚平均并记录，将试件置于摆锤冲击机的托板上，其正面对着摆锤，试件背面应于支撑刀刃靠紧。 ⑤冲击试验 将试件安装好后，再将指针拨至最大读数处，在确认好工作环境安全正常，按下释放按钮即可实现冲击。冲断试样后，将摆锤控制到“制动”位置，读取被动指针读数并记录。 2.试验机的维护保养 ①试验机若需搬动位置应将摆锤卸下，以免来回摆动使零件遭到损坏； ②对于易锈部位应涂防锈油； ③没有必要时，严禁拆卸或更换摆锤上的有关零件，以免摆锤力矩和打击中心距发生变化； ④使用前应检查摆锤、摆杆上的连接螺钉是否松动； ⑤实验结束后，清洁设备，将摆锤停放在铅垂位置，并切断所有电源。