试验内容及结果分析

1.一般要求

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应不大于0.5mm，如图4-1所示。

试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗。

试验前应检查砧座跨距，砧座跨距应保证在40^+0.2₀ mm以内。

2.试验温度

1）对于试验温度有规定的，应在规定温度±2℃范围内进行。如果没有规定，室温冲击试验应在23℃±5℃范围进行。

2）当使用液体介质冷却试样时，试样应放置于一容器中的网栅上，网栅至少高于容器底部25mm，液体浸过试样的高度不小于25mm，试样距容器侧壁不小于10mm。应连续均匀搅拌介质以使温度均匀。测定介质温度的仪器推荐置于一组试样中间处。介质温度应在规定温度±1℃以内，保持至少5min。当使用气体介质冷却试样时，试样距低温装置内表面以及试样与试样之间应保持足够的距离，试样应在规定温度下保持至少20min。当液体介质接近其沸点时，从液体介质中移出试样至打击的时间间隔中，介质蒸发冷却会明显降低试样温度。

3）对于试验温度不超过200℃的高温试验，试样应在规定温度±2℃的液池中保持至少10min。

4）对于试验温度超过200℃的试验，试样应在规定温度±5℃以内的高温装置内保持至少20min。

3.试样的转移

当试验不在室温进行时，试样从高温或低温装置中移出至打断的时间应不大于5s。转移装置的设计和使用应能使试样温度保持在允许的温度范围内。转移装置与试样接触部分应与试样一起加热或冷却。应采取措施，确保试样对中装置不引起低能量高强度试样断裂后回弹到摆锤上而引起不正确的能量偏高指示。试样端部和对中装置的间隙或定位部件的间隙应大于13mm，否则，在断裂过程中，试样端部可能回弹至摆锤上。

对于试样从高温或低温装置中移出至打击时间在3～5s的试验，可考虑采用过冷或过热试样的方法补偿温度损失，过冷度或过热度参见表4-2和表4-3。对于高温试样应充分考虑过热对材料性能的影响。

V型缺口自动对中夹钳（见图4-5）一般用于将试样从控温介质中移至适当的试验位置。此类夹钳消除了由于断样和固定的对中装置之间相互影响带来的潜在间隙问题。

4.试验机能力范围

试样吸收能量K不应超过实际初始势能K_p的80%。如果试样吸收能超过此值，在试验报告中应报告为近似值，并注明超过试验机能力的80%。建议试样吸收能量K的下限应不低于试验机最小分辨力的25倍。

理想的冲击试验应在恒定的冲击速度下进行。在摆锤式冲击试验中，冲击速度随断裂进程降低，对于冲击吸收能量接近摆锤打击能力的试样，打击期间摆锤速度已下降至不再能准确获得冲击能量。

5.试样未完全断裂

对于试样试验后没有完全断裂，可以报出冲击吸收能量，或与完全断裂试样结果平均后报出。

由于试验机打击能量不足，试样未完全断开，吸收能量不能确定，试验报告应注明用“×J”的试验机试验，试样未断开。

图4-5 V型缺口夏比冲击试样对中夹钳

6.试样卡锤

如果试样卡在试验机上，试验结果无效，应彻底检查试验机；否则，试验机的损伤会影响测量的准确性。

7.断口检查

如果断裂后检查显示出试样标记是在明显的变形部位，试验结果可能不代表材料的性能，应在试验报告中注明。

8.试验结果

读取每个试样的冲击吸收能量，应至少估读到0.5J或0.5个标度单位（取两者之间较小值）。试验结果至少应保留2位有效数字，修约方法按GB/T 8170执行。(www.xing528.com)

9.断口形貌

夏比冲击试样的断口表面常用剪切断面率评定。剪切断面率越高，材料韧性越好。大多数夏比冲击试样的断口形貌为剪切和解理断裂的混合状态。

剪切断口常称为纤维断口，解理断口或晶状断口往往针对剪切断口反向评定。0%剪切断口就是100%解理断口。

通常使用以下方法测定剪切断面率：

1）测量断口解理断裂部分（即“闪亮”部分）的长度和宽度，如图4-6所示，按表4-4计算剪切断面率。

2）将断口放大，并与预先制好的对比图进行比较，或用求积仪测量剪切断面率（用100%减去解理断面率）。

3）断口拍成放大照片，用求积仪测量剪切断面率（100%-解理断面率）。

4）用图像分析技术测量剪切断面率。

图4-6 剪切断面率百分比的尺寸

1—剪切面积 2—缺口 3—解理面积

注：测量A和B的平均尺寸应精确至0.5mm。

表4-4 剪切断面率百分比

注：当A或B是零时，为100%剪切外观。

图4-7 冲击吸收能量-温度曲线示意图

X—温度 Y—冲击吸收能量

1—上平台区 2—转变区 3—下平台区

10.冲击吸收能量-温度曲线和转变温度

冲击吸收能量-温度曲线（K-T曲线）表明，对于给定形状的试样，冲击吸收能量是试验温度的函数，如图4-7所示。通常曲线是通过拟合单独的试验点得到的。曲线的形状和试验结果的分散程度依赖于材料、试样形状和冲击速度。出现转变区的曲线具有上平台、转变区和下平台。

转变温度T_t表征冲击吸收能量-温度曲线陡峭上升的位置。因为陡峭上升区通常覆盖较宽的温度范围，因此不能明确定义为一个温度。可用如下几种判据规定转变温度：

1）冲击吸收能量达到某一特定值时，例如KV₈=27J。

2）冲击吸收能量达到上平台值（见图4-7）的某一百分数，例如50%。

3）剪切断面率达到某一百分数，例如50%。

用以确定转变温度的方法应在相关产品标准中规定，或通过协议规定。