GB/T 229（金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法）介紹

GB/T 229《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法》是用于評估金屬材料韌性的重要標準，以下是德特森的詳細介紹：

一、適用范圍

該標準規(guī)定了金屬材料在夏比擺錘沖擊試驗中的試驗方法、試驗設備、試樣制備、試驗程序以及試驗結果的處理等內容。適用于測定金屬材料在規(guī)定尺寸和形狀的試樣上，在夏比沖擊試驗機上承受擺錘一次沖擊而折斷時所吸收的能量，以此來評估金屬材料在動態(tài)載荷下的韌性�？捎糜诟鞣N金屬材料，包括黑色金屬和有色金屬等。

二、試驗原理

能量吸收原理：利用擺錘的勢能轉化為沖擊試樣的動能，使試樣在一次沖擊下斷裂。在這個過程中，擺錘的一部分能量被試樣吸收，通過測量擺錘沖擊前后的高度差，計算出擺錘損失的勢能，這個損失的勢能就近似等于試樣在斷裂過程中吸收的能量。

韌性評估依據(jù)：金屬材料吸收的能量大小與材料的韌性密切相關。韌性好的材料能夠吸收更多的能量，在斷裂前會發(fā)生較大的塑性變形，而韌性差的材料吸收的能量少，可能會發(fā)生脆性斷裂。

三、試驗設備

夏比沖擊試驗機：試驗機主要由擺錘、支座、砧座和指示裝置等部分組成。擺錘的質量、打擊中心位置等參數(shù)都有嚴格的規(guī)定，并且試驗機應能夠精確地測量擺錘沖擊試樣后的剩余能量。試驗機的能量損失不能超過規(guī)定的范圍，一般在規(guī)定能量的 ±1% 以內。

試樣支座和砧座：支座用于支撐試樣，砧座與擺錘配合使試樣在沖擊過程中受到正確的力。它們的形狀、尺寸和硬度等參數(shù)都要符合標準要求，以保證試樣在試驗過程中能夠受到均勻、穩(wěn)定的沖擊。

指示裝置：用于顯示擺錘沖擊試樣前后的能量變化，能夠準確地讀出試樣吸收的能量值。

四、試樣制備

形狀和尺寸：試樣一般有 V 型缺口試樣和 U 型缺口試樣兩種類型。V 型缺口試樣的缺口角度為 45°，根部半徑為 0.25mm；U 型缺口試樣的缺口底部半徑為 1mm。試樣的長度、寬度和厚度也有明確規(guī)定，如標準尺寸的試樣長度一般為 55mm，寬度為 10mm，厚度為 10mm。不同的試樣形狀和尺寸用于模擬不同的實際工況和材料應用場景。

缺口加工：缺口的加工質量對試驗結果影響很大。缺口應垂直于試樣表面，并且加工精度要高，表面粗糙度要符合要求，以保證在沖擊過程中應力能夠在缺口處集中，準確地反映材料的韌性。

取樣位置和方向：對于不同形狀的金屬制品（如板材、管材、鍛件等），取樣位置和方向應根據(jù)材料的使用情況和試驗目的來確定。通常要保證所取試樣能夠代表材料的整體性能，例如對于軋制板材，取樣方向可能會涉及橫向和縱向，因為不同方向的材料性能可能存在差異。

五、試驗步驟

試樣檢查和安裝：在試驗前，要檢查試樣的尺寸、缺口形狀和表面質量等是否符合標準要求。然后將試樣正確地放置在試驗機的支座和砧座之間，確保試樣的缺口背向擺錘的打擊方向，并且試樣的軸線與擺錘的打擊方向一致。

試驗機參數(shù)設定：根據(jù)試樣的材料和尺寸等情況，設定試驗機的能量量程等參數(shù)。一般要保證試驗機的能量量程能夠覆蓋試樣可能吸收的能量范圍，并且使試驗結果具有足夠的精度。

進行沖擊試驗：提升擺錘到規(guī)定的高度，使其獲得預定的勢能，然后釋放擺錘，讓其自由落下沖擊試樣。在沖擊過程中，試驗機自動記錄擺錘沖擊前后的能量變化，即試樣吸收的能量。

試驗后處理：沖擊試驗完成后，觀察試樣的斷口形貌，包括斷口的纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇等特征區(qū)域，這些特征可以為分析材料的斷裂行為提供信息。同時，要檢查試驗數(shù)據(jù)是否合理，如發(fā)現(xiàn)異常情況（如試樣未在缺口處斷裂等），可能需要重新進行試驗。

六、試驗結果

吸收能量的測量和計算：通過試驗機的指示裝置直接讀取試樣吸收的能量值，單位為焦耳（J）。對于一些特殊情況，如試驗機的能量損失超過規(guī)定范圍或者試樣未完全斷裂等，可能需要進行修正或重新試驗來確定準確的吸收能量。

試驗結果的表示：試驗結果通常以單個試樣吸收的能量值或者一組試樣吸收能量的平均值來表示。如果需要更詳細的信息，還可以報告試驗結果的標準偏差等統(tǒng)計參數(shù)。同時，要注明試樣的類型（V 型或 U 型缺口）、試驗溫度等試驗條件。

七、試驗報告

試驗報告應包括試樣的標識、材料牌號、試樣形狀和尺寸（特別是缺口類型和尺寸）、試驗溫度、試驗機型號和能量量程、單個試樣吸收的能量值以及一組試樣吸收能量的平均值（如果有多個試樣）、斷口形貌描述等內容。這些信息有助于全面了解試驗情況，對金屬材料的韌性評估和質量控制提供準確的依據(jù)。