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钢产品力学性能试验方法和定义4 钢产品力学性能试验方法和定义4 2010年09月20日 　　 夏比冲击试验 　　19 概述 　　19.1 夏比V 型缺口试验是一种动态试验.在试验中使用特殊设计的试验机,通过对V 型缺口试样单个冲击,并使之破裂来完成.所试验的数值可以是冲击吸收功,剪切断口 的百分比,缺口相对面的侧膨胀值或是组合试验结果. 19.2 除室内温度外的试验温度通常都在产品技术标准或一般要求规范中有规定(以下 简称技术规范) 虽然试验温度有时和所预期的使用温度相关, . 但这两个温度不必等同. 　　20 意义和用途 　　20.1 塑性-脆性行为——体心立方合金或铁素体合金在进行系列温度范围试验时都显示 出性能的显著变化. 在超过温度转变点之上的温度条件下, 冲击试样呈塑性机制断裂 (通 常微孔聚结),吸收了相对大量的冲击能.在温度转变点之下的温度条件下,试样呈脆 性断裂(通常是解理断裂),吸收的冲击能较少.在温度转变点范围内,断口通常是呈 混合状态,既有塑性裂面又有脆性裂面. 20.2 从一种断裂类型到另一种断裂类型的温度转变范围依据所测试材料的不同而有所 区别.为制定标准,可以采用各种方式来确定这转变行为. 20.2.1 对于冲击吸收功,断口形状,侧膨胀值或组合试验结果(在所规定的试验温度条 件下),技术规范规定了试验结果的最低要求. 20.2.2 当进行一系列温度范围冲击试验时, 技术规范规定应测定冲击吸收功或断口形状 达到所规定要求时的转变温度. 20.3 有关冲击试验意义的详细情况见附录A5. 　　21 装置 　　21.1 试验机 21.1.1 夏比冲击试验机是通过自由摆动的摆锤单击缺口试样而使之断裂的设备. 摆锤是 从固定的高度滑落. 由于摆锤在摆动之前处于指定的高度, 并且摆锤的重量也是已知的, 所以事先就可测定打击试样所用的能量. 这样就提供了一种显示试样在断裂时的冲击吸 收功的方法. 21.1.2 试验机另一个主要特征是夹具(参见图10)的设计,作为简支梁用以托夹试样使 之在精确位置.装上这样的夹具以便使试样的缺口面垂直.摆事实锤正好冲击缺口对面 的另一垂直面.试样夹具和冲击边的尺寸应符合图10 的规格. 　　除非另有规定,否则所有尺寸偏差应在±0.05mm(0.002 英寸). 注1—A 与B 平行,平行度不大于2:1000,并在0.05mm(0.002 英寸)范围内与B 共面. 注2—C 与D 平行,平行度不大于20:1000,并在0.125mm(0.005 英寸)范围内与D 共面. 注3—没标注的部分光洁度应为4μm(125μ 英寸). 图10 夏比(简支梁)冲击试验 　　21.1.3 用于钢试样的夏比冲击机的能力范围应在220ftlbf~300ftlbf( ~400J)的钢材. 有时也使用能力较低的试验机,但是,试验机的能力应以足够的余量超过试样的冲击吸 收能量(参见试验方法E23).冲击点的线性速度应在16~19ft/s(4.9~5.8m/s)的范围内. 21.2 温度介质 21.2.1 在进行室温之外的温度条件下试验时, 必须在控制温度条件下将夏比冲击试样在 介质中进行处理. 21.2.2 常用的低温介质有冷流体(例如:水,冰加水,干冰加有机溶剂或液态氮)或冷 却气体. 21.2.3 常用高温介质有加热的液体, 如矿物油或硅油. 也可以使用循环式热空气干燥炉. 21.3 输送装置——夹钳,特别和冲击试样的缺口匹配的用具,通常用来从介质中把试 样取出来,并将它们放在铁砧上(参见试验方法E23).在试验机夹具不能自动对中试 样的情况下,可以用夹钳进行精确对中. 　　22 取样和试样的数量 　　22.1 取样 22.1.1 试样的取样位置和取样方向应在技术规范中规定.如果没有规定,对锻件,轧件 而言,试样取样位置应和拉伸试样的取样位置一样,取样方向应是纵向方向而且缺口与 测试产品主要表面相垂直. 22.1.2 试样数量 22.1.2.1 夏比冲击试验包括从单个试件或材料试验位置采取的全部试样. 22.1.2.2 当技术规范规定了最低平均试验结果值时,应测试3 个试样. 22.1.2.3 当技术规范要求测定转变温度时,通常需要8 个到12 个试样. 22.2 类型和尺寸 22.2.1 使用如图11 所示的标准全尺寸夏比V型冲击试样(类型A),22.2.2 中所允许 的试样除外. 22.2.2 小尺寸试样 22.2.2.1 对于厚度小7/16 英寸(11mm)的扁平材,或当冲击吸收功预计超过满刻度的 8%时,使用标准小尺寸试样. 22.2.2.2 对沿横向方向测试的管状材料,如果直径和壁厚的关系不允许使用标准全尺寸 试样时,就得采用标准小尺寸试样或包含外径(OD)曲度的标准尺寸试