金属材料冲击试验方法
金属材料冲击试验方法
一、引言
金属材料冲击试验是评估材料在受到冲击载荷时的抗冲击性能的重要手段之一。通过对金属材料进行冲击试验，可以获取材料的抗冲击性能参数，为工程设计、材料选择和产品性能评估提供依据。本文将介绍金属材料冲击试验的方法及其应用。
二、常用的金属材料冲击试验方法
1. 简支梁冲击试验方法
简支梁冲击试验是一种常用的金属材料冲击试验方法。试验中，将金属样品固定在两个支承点之间，然后施加冲击载荷于材料的中心位置。通过测量冲击载荷与样品挠度之间的关系，可以计算出样品的冲击强度和冲击韧性等指标。
2. 夏比冲击试验方法
夏比冲击试验是一种常用的金属材料冲击试验方法之一。试验中，将金属样品放在冲击试验机上，然后由试验机施加冲击载荷于材料的表面。通过测量冲击载荷与样品的冲击能量吸收能力之间的关系，可以评估材料的抗冲击能力。
3. 工字形冲击试验方法
工字形冲击试验是一种常用的金属材料冲击试验方法之一。试验中，将金属样品放在冲击试验机上，然后由试验机施加冲击载荷于材料
的侧面。通过测量冲击载荷与样品的破裂能量之间的关系，可以评估材料的抗冲击能力。
4. 断裂韧性试验方法
断裂韧性试验是一种常用的金属材料冲击试验方法之一。试验中，将金属样品放在冲击试验机上，然后由试验机施加冲击载荷于材料的表面。通过测量冲击载荷与样品的断裂韧性之间的关系，可以评估材料的抗冲击能力。
三、金属材料冲击试验的应用
金属材料冲击试验广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。在航空航天领域，金属材料的抗冲击性能是保证飞行器安全的关键因素之一。通过冲击试验，可以评估材料在飞行过程中受到的冲击载荷下的性能表现。在汽车制造领域，金属材料的抗冲击性能直接影响车辆的安全性和乘员的生命安全。通过冲击试验，可以评估车辆各部件在交通事故中的抗冲击能力。在建筑工程领域，金属材料的抗冲击性能与建筑结构的耐久性和安全性密切相关。通过冲击试验，可以评估建筑材料在地震等极端条件下的性能表现。
四、结论
金属材料冲击试验是评估材料抗冲击性能的重要手段，常用的试验方法包括简支梁冲击试验、夏比冲击试验、工字形冲击试验和断裂韧性试验。这些试验方法可以评估材料的冲击强度、冲击韧性和断
裂韧性等指标。金属材料冲击试验的应用涉及航空航天、汽车制造和建筑工程等领域，对保障人身和财产安全具有重要意义。通过冲击试验，可以为工程设计、材料选择和产品性能评估提供科学依据。
金属材料夏比冲击试验
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 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。 5.5倘若相应的产品标准只能允许，无论如何，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影响减到最小。开缺口应该非常 小心。 6、试验机： 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。 试验机主要的特征含义见表3。 6.2 当摆锤式冲击试验机的冲击能量为（300±10）J并采用标准试样时，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
金属材料摆锤式冲击试验
金属材料摆锤式冲击试验 金属材料的重要的物理性能测试主要包括了：（1）拉伸试验（高温、室温、低温）。拉伸试验是金属材料物理性能测试的非常重要的一个部分，它是通过变化金属材料所处位置的稳定条件进行的实验，可以测出金属材料的拉伸性质；（2）弯曲试验。金属材料的疲劳性能可通过金属材料的应力测试；（3）冲击试验（高温、室温、低温）。冲击试验的方法类似于拉伸试验的方法；（4）剪切试验；（5）硬度测试等。 摆锤式冲击试验 1、基本原理 冲击试验是用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的一种动态力学性能试验，用来测定冲断一定形状的试样所消耗的功，又叫冲击韧性试验。 材料变形速度不同，它所显示的机械性质会随之发生变化。在工程上常采用“韧度”来表示材料抵抗冲击的能力。将钢制摆锤悬挂在轴上，并使摆锤向上摆起在一定位置（如图所示的α角），于是摆锤便具有了一定的势能。试验时，突然释放摆锤，摆锤将绕轴下摆，冲击安装在基座上的试件，将试件冲断，摆锤将扬起到另一个位置（如图所示β角），前后两个位置的势能差，即为将试件折断所消耗的能量或称为吸收功A。将A用带缺口的截面面积F=8*10cm2除之，即得样品材料的冲击韧度αk。αk对材料品质、内部缺陷、晶粒大小特别敏感，所以常用来检验和对比材料。A或者αk吸收功越小，材料的韧性也就越低，反之则越大。αk值没有明确物理意义，因为冲击功并非沿着缺口处截面积均匀地消耗。因此αk值不能直接用于设计计算。 2、试件形状 根据试样形状和破断方式冲击试验分为弯曲冲击试验、扭转冲击试验和拉伸冲击试验三种。横梁式弯曲冲击试验法操作简单应用最广，其试验原理见原理图。为了达到将试件折断，一般要求在试件上加工制作缺口，中国有关标准（GB229）规定采用横梁式试验法所用标准试样以U形缺口试样和V形缺口试样为主，如下图。 3、受力分析 分析表明，折断时，在缺口根部将发生应力集中。下图所示为弯曲冲击时缺口截面的应力分布图。图中缺口根部的N点，拉应力很大。在缺口根部附近M点，材料处于三向拉应力状态，呈现脆性破坏方式（断裂）。试验表明，缺口的形状、试件的绝对尺寸和材料的性质等因素都会直接影响断口附近参与塑性变形的体积。因此，冲击试验必须在规定的标准下进行，同时，缺口的加工精度也十分重要，一般应当采用铣口加工。同一种金属材料缺口越尖越深则塑性变形体积愈小。因此对于不同尺寸和缺口的试样所得结果不能互相换算和比较。 4、试验操作 设备为ZBC-2302-2冲击试验机，最大冲击能量300J。
金属夏比冲击试验方法
金属夏比冲击试验方法 金属夏比冲击试验方法是一种测试金属材料韧性和抗冲击性能的方法。夏比冲击试验是通过在被试样上施加冲击载荷，然后观察其破坏形态和性能指标来评估其抗冲击性能。下面将详细介绍金属夏比冲击试验的方法。 首先，进行金属夏比冲击试验需要准备一块具有一定尺寸的金属试样。该试样通常采用标准化的形状和尺寸，以满足试验要求。通常情况下，试样的尺寸为10mm x 10mm x 55mm，即长宽比为1:1，长度为55mm。 在试样准备完成后，需要将试样固定在夏比冲击试验装置上。夏比冲击试验装置通常由一根垂直的冲击杆和一个底座组成。将试样的一端固定在底座上，另一端与冲击杆接触。 接下来，为了施加冲击载荷，需要将冲击杆自由落体地撞击试样。冲击杆的质量和高度需要根据试样的材料特性和试验要求进行合理选择。常用的冲击杆质量为1kg或2kg，高度为200mm或150mm。 在进行冲击试验之前，需要测量试样的初始长度。可以使用卡尺或光学测量仪等精确测量工具进行测量。将测量结果作为试样的初始长度。 然后，开始进行夏比冲击试验。通过释放冲击杆，使其自由落体撞击试样的另一端。试样在冲击力的作用下会发生塑性变形和可能的破坏。
试验完成后，需要测量试样的最终长度。同样可以使用卡尺或光学测量仪等工具进行测量。将测量结果作为试样的最终长度。 根据试样的初始长度和最终长度，可以计算出试样的夏比冲击韧性指标。夏比冲击韧性指标是通过公式夏比韧性=冲击能量/试样横截面面积来计算的。冲击能量可以根据冲击杆的质量和高度计算，试样横截面面积可以根据试样的尺寸计算。 除了评估试样的夏比韧性指标外，还需要观察试样在冲击过程中的破坏形态。常见的破坏形态有断口形貌、拉裂等。通过观察破坏形态，可以进一步分析金属材料的抗冲击性能。 综上所述，金属夏比冲击试验方法是一种评估金属材料抗冲击性能的方法。它通过施加冲击载荷并观察试样的破坏形态和性能指标来评估金属材料的韧性和抗 冲击性能。
BS EN ISO 148-1-2010 中文版
ISO 148-1-2010 金属材料夏比摆锤冲击试验第1部分：试验方法 1 范围 本标准规定了测定金属材料在夏比冲击试验中吸收能量的方法（V型和U型缺口试样）。 本标准不包括仪器化冲击试验方法，这部分内容在ISO 14556中规定。 2术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1 能量 2.1.1初始势能（势能） K p 冲击试验中，摆锤势能释放前的势能与冲击试验时其势能的差值，为试验机直接测定的值。 2.1.2 吸收能量 K 对摩擦校正后，摆锤冲击试验仪破坏试样所需要的能量。 注：用字母V和U表示缺口几何形状，即KV或KU。用下标数字2或8表示摆锤刀刃半径，例如KV2。 2.2试样 根据试样在试验机支座上的试验位置，使用下列的术语（见图1）： 2.2.1高度 h 开缺口面与其相对面之间的距离。 2.2.2宽度 w 与缺口轴线平行且垂直于高度方向的尺寸。 2.2.3 长度 l 与缺口方向垂直的最大尺寸。 3 符号和缩略语 本标准使用的符号见表1和表2及图2。 表1 符号、名称及单位
4 原理 将规定几何形状的缺口试样置于试验机两支座之间，缺口背向打击面放置，使用第5、6和7章的条件，用摆锤一次打断试样，测定试样的吸收能量。 由于大多数材料冲击值随温度变化，因此试验应在规定温度下进行。当不在室温下试验时，试样必须在规定条件下加热或冷却，以保持规定的温度。 5试样 5.1 一般要求 标准尺寸冲击试样长度为55 mm，横截面为10 mm×10 mm方形截面。在试样长度中间有V型或U型缺口，分别见5.2.1和5.2.2规定。 如试料不够制备标准尺寸试样，可使用宽度7.5 mm、5 mm或2.5 mm的小尺寸试样（见图2和表2）。 注：对于低能量的冲击试验，因为摆锤要吸收额外能量，因此垫片的使用非常重要。对于高能量的冲击试验并不十分重要。应在支座上放置适当厚度的垫片，以使试样打击中心的高度为5 mm（相当于宽度10 mm标准试样打击中心的高度）。 试样表而粗糙度Ra应优于5 μm，端部除外。 对于需热处理的试验材料，应在最后精加工前进行热处理，除非已知两者顺序改变不导致性能的差别。 5.2缺口几何形状 对缺口的制备应仔细，以保证缺口根部处没有影响吸收能的加工痕迹。 缺口对称面应垂直于试样纵向轴线（见图2）。 5.2.1 V型缺口 V型缺口应有45o夹角，其深度为2 mm，底部曲率半径为0.25 mm [见图2a）和表2]。 5.2.2 U型缺口 U型缺口深度应为2 mm或5 mm（除非另有规定），底部曲率半径为1 mm [见图2b）和表2]。 5.3试样尺寸及偏差 规定的试样及缺口尺寸与偏差在图2和表2中示出。 5.4试样的制备 试样制备过程应使由于过热或冷加工硬化等过程而改变材料冲击性能的影响减至最小。 5.5试样的标记 试样标记不应标在与支座、砧座或摆锤刀刃接触的面上，并避免塑性变形和表面不连续性对冲击吸收能量的影响（见7.7）。 6试验设备 6.1 一般要求 所有测量仪器均应溯源至国家或国际标准。这些仪器应在合适的周期内进行校准。 6.2安装及检验 试验机应按ISO 148-2进行安装及检验。 6.3摆锤刀刃 摆锤刀刃半径应为2 mm和8 mm两种。建议用符号的下标数字表示，如KV2或KV8。 摆锤刀刃半径的选择应参考相关产品标准。 注：对于低能量的冲击试验，一些材料用2 mm和8 mm摆锤刀刃试验测定的结果有明显不同，2 mm摆锤刀刃的结果可能高于8 mm摆锤刀刃的结果。 7试验程序 7.1 一般要求
金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
金属材料夏比摆锤冲击试验方法 夏比摆锤冲击试验方法是一种常用的金属材料力学性能测试方法，广泛应用于材料科学与工程领域。本文将详细介绍夏比摆锤冲击试验方法的原理、设备和试验步骤。 一、夏比摆锤冲击试验方法的原理 夏比摆锤冲击试验方法是通过用摆锤撞击试样，测定试样在冲击载荷作用下的断裂特性和韧性。其原理基于能量守恒定律，即摆锤的势能转化为试样的变形能和破坏能。 二、夏比摆锤冲击试验方法的设备 夏比摆锤冲击试验所需的主要设备包括夏比摆锤冲击试验机、试样夹具和测量系统。夏比摆锤冲击试验机由摆锤、支撑杆和基座组成，能够提供一定的冲击能量和冲击速度。 三、夏比摆锤冲击试验方法的步骤 1. 样品制备：根据试验要求，制备符合规格要求的金属样品。 2. 样品夹持：将试样夹在试样夹具上，确保试样夹持牢固且不会滑动。 3. 调整试验参数：根据试验要求，设置合适的摆锤质量、摆锤高度和摆锤释放角度等试验参数。 4. 试验操作：将摆锤提升到一定高度，然后释放摆锤使其撞击试样。试验过程中要保持稳定和准确的操作。
5. 记录测试数据：使用测量系统记录试样断裂的能量吸收能力和断裂模式等数据。 6. 数据分析：根据测试数据进行数据分析，得出试样的冲击韧性和断裂特性等结果。 夏比摆锤冲击试验方法的优点在于简单易行、试验过程可控制，能够提供关于金属材料在冲击载荷下的力学性能信息。它可以用来评估材料的韧性、耐冲击性和断裂特性等，为材料的选择和设计提供重要依据。 然而，夏比摆锤冲击试验方法也存在一些限制和注意事项。首先，试样的准备和夹持对试验结果有着重要影响，因此需要严格控制试样的制备和夹持过程。其次，试验结果受到试验参数的影响，因此需要根据具体要求选择合适的试验参数。此外，夏比摆锤冲击试验方法仅能提供样品在冲击载荷下的力学性能信息，不能完全代表材料的整体性能。 夏比摆锤冲击试验方法是一种简便有效的金属材料力学性能测试方法。通过准确控制试验参数和精确记录测试数据，可以得到金属材料在冲击载荷下的韧性、断裂特性等重要信息，为材料的选择和设计提供依据。
夏比冲击试验
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
金属冲击实验
金属冲击实验 在工程上，很多构件不仅承受静载荷的作用，往往还要承受突然施加的冲击载荷。在选用材料时,就应考虑它抵抗冲击载荷的能力。在力学中，用一个叫做冲击韧度k α的量，来衡量材料抗冲击的能力。承受有冲击载荷的零件，选用材料时，对其k α值都有一定的要求。例如：镗床的镗杆、汽车、拖拉机的重要齿轮都用合金结构钢制造，要求其k α＝9kg-m/cm 2 ；工业用6～20mm 厚的锅炉，要用k α＝ 6～7kg/cm 2的热轧碳素钢板等。 冲击试验是一种在规定条件下的比较试验。试件不同结果也不同，因此按照国家标准的规定进行。Ｕ型缺口按照GB/T229-1994规定,V Ｕ型缺口按照GB/T2306-1997规定. 一、实验目的 测定低碳钢和铸铁的冲击韧度，观察、比较破坏情况。 二、实验设备 摆锤式冲击试验机、游标卡尺、试件。 三、实验装置和原理 按照国家标准，把金属材料制成标准试件（又称梅氏试件），如图14。缺口的作用，在于使开裂沿截面发生。试验表明缺口形状和加工精度对所测韧度值影响很大。因此，要求要有足够的加工精度。 冲击试验机如图15所示。试件装在钳口支架上，摆锤挂在轴0上，摆锤扬起d 角后，具有一定的能量αW 。试验时，使摆锤突然自由下落，将试件冲断，消耗一定的能量W 。剩余能量使摆锤又扬起β角，若剩余能量为βW ，则试件折断消耗之能量βαW W W -=。为了读数方便，试验机表盘刻度已设计好，W 的大小可以直接由表盘读出，单位为kg-m 。将W 用缺口处横截面A 除，所得数据为冲击韧度。即： A W k = α ( 5-1 ) 式中k α的单位为：kg －m/cm 2。 图14 梅氏试件
材料的冲击实验报告
材料的冲击实验报告 材料的冲击实验报告 引言 材料的冲击实验是一种常见的测试方法，用于评估材料在受到外力冲击时的性能。通过实验，我们可以了解材料的强度、韧性和耐冲击性等关键指标，从而为材料的设计和选用提供科学依据。本文将介绍一次材料的冲击实验，并对实验结果进行分析和讨论。 实验目的 本次实验的目的是测试不同材料在受到冲击力时的表现，并比较它们的性能差异。通过对比分析，我们希望能够找到最适合特定应用场景的材料，并为工程设计提供参考。 实验装置和方法 我们选择了三种常见的材料进行实验：金属、塑料和玻璃。实验装置由一个冲击器和一个接受器组成。冲击器上装有一个标准的冲击头，接受器则是一个固定的平面。在实验过程中，我们将冲击头从一定高度自由落下，然后观察材料在冲击力作用下的表现。 实验结果与分析 1. 金属材料 金属材料通常具有较高的强度和韧性，因此在受到冲击力时表现较好。实验结果显示，金属材料在冲击力作用下变形较小，且没有破裂现象。这表明金属材料具有较好的耐冲击性能，适用于承受高强度冲击的场景，如汽车车身和建筑结构等。
2. 塑料材料 塑料材料通常具有较低的强度和韧性，因此在受到冲击力时容易发生破裂。实验结果显示，塑料材料在冲击力作用下出现明显的变形和破裂现象。这表明塑料材料的耐冲击性能较差，适用于承受较小冲击力的场景，如日常用品和包装材料等。 3. 玻璃材料 玻璃材料通常具有较高的硬度和脆性，因此在受到冲击力时容易发生破裂。实验结果显示，玻璃材料在冲击力作用下出现明显的破裂现象，碎片散落一地。这表明玻璃材料的耐冲击性能较差，适用于承受较小冲击力的场景，如窗户和餐具等。 结论 通过本次实验，我们可以得出以下结论： 1. 金属材料具有较好的耐冲击性能，适用于承受高强度冲击的场景。 2. 塑料材料的耐冲击性能较差，适用于承受较小冲击力的场景。 3. 玻璃材料的耐冲击性能较差，适用于承受较小冲击力的场景。 实验的局限性和改进方向 本次实验只选择了三种常见的材料进行测试，结果可能受到样本数量和品种的限制。未来可以扩大实验样本数量，测试更多种类的材料，以获得更全面和准确的结论。此外，实验中的冲击力和落下高度也可以进行调整，以模拟不同场景下的冲击力情况。 总结 材料的冲击实验是一种重要的测试方法，可以评估材料在受到外力冲击时的性
金属材料强度测试方法
金属材料强度测试方法 引言： 金属材料的强度是指材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。为了评估和比较不同金属材料的强度，科学家和工程师们开发了多种测试方法。本文将介绍几种常见的金属材料强度测试方法，包括拉伸试验、硬度测试和冲击试验。 一、拉伸试验 拉伸试验是一种常用的金属材料强度测试方法。它通过施加拉力来测试材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等力学性能。拉伸试验通常使用万能试验机进行。首先，将金属样品固定在拉伸试验机上，然后逐渐施加拉力，直到样品断裂。通过测量施加的力和样品的变形，可以得到应力-应变曲线，从而计算出材料的强度参数。 二、硬度测试 硬度测试是评估金属材料硬度的一种方法。硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。常见的硬度测试方法包括布氏硬度测试、洛氏硬度测试和维氏硬度测试。这些测试方法通过在材料表面施加一定的载荷，然后测量形成的印痕尺寸或深度，来评估材料的硬度。硬度测试可以用于快速评估金属材料的强度，但不能提供其他力学性能参数。 三、冲击试验
冲击试验是一种测试金属材料在冲击负荷下的抗冲击性能的方法。冲击试验通常使用冲击试验机进行。在测试中，将标准化的冲击试样固定在试验机上，然后施加一个冲击负荷，通常是由一个重锤自由落下引起的。通过测量冲击前后的样品形变和断裂情况，可以评估材料的抗冲击性能。冲击试验可以帮助确定金属材料在实际使用中的耐用性和可靠性。 四、其他测试方法 除了上述常见的金属材料强度测试方法，还有一些其他测试方法可用于评估材料的强度。例如，疲劳试验可用于评估材料在重复加载下的强度和寿命。应力腐蚀裂纹扩展试验可用于评估材料在腐蚀环境中的强度和耐久性。这些测试方法在特定领域和应用中具有重要的意义，可以提供更全面的材料性能评估。 结论： 金属材料强度测试方法是评估和比较不同金属材料性能的重要手段。拉伸试验、硬度测试和冲击试验是常见的金属材料强度测试方法，它们可以提供材料的强度参数、硬度和抗冲击性能等信息。此外，还有其他测试方法可用于评估材料的强度和耐久性。选择适当的测试方法和合适的试样形式对于准确评估金属材料的强度至关重要。在实际应用中，科学家和工程师们可以根据具体需求选择合适的测试方法，以确保金属材料的可靠性和安全性。
熔融金属冲击性能测试方法
附录 A熔融金属冲击性能测试方法 A.1 原理 将样品放置于样品支架上，样品背面附着皮肤模拟材料（压花PVC），以固定质量熔融金属（铁液或铝液）从固定高度倾倒至样品表面，通过检查皮肤模拟材料在测试后有无熔融和损坏确定样品对熔融金属的防护能力。 A.2 设备 A.2.1 熔融金属 本标准中，使用熔融状态的铁或铝作为测试介质测试样品的熔融金属防护性能，测试前，应将干燥光洁的金属放置于坩埚中，使用适当的加热设备中（一般为马弗炉）加热至特定温度。如使用熔融铝测试样品，应将铝液加热至820℃，如使用熔融铁测试样品，应将铁液加热至1500℃。测试用铝纯度应不低于99.5 wt%，铁的纯度应不低于93 wt%, 并含有如下元素：C：（2.8~3.2）wt%，Si（1.2~2.0）wt%，P（0.3~0.6）wt%。 对于其它类型熔融金属防护类面料和服装的熔融金属冲击性能测试，可参照EN ISO 9185标准进行测试，并在报告中注明所使用金属、金属的重量和熔融金属温度。 A.2.2 模拟皮肤 本实验中，使用PVC薄膜作为模拟皮肤测试面料对熔融金属的防护性能。PVC薄膜应压花，2密度为（300±30）g/m,使用前应按如下步骤测试薄膜的热稳定性： a) 将薄膜裁成直径为100mm的样片，放置于直径大于100mm，厚度不大于10mm的抛光铁片上，正面朝上； b) 取直径为（75±2）mm，长度为（70±2）mm的铝柱放置于烘箱中，加热铝柱温度至（166±2）摄氏度。 c) 将铝柱放置于PVC薄膜上5s，检查薄膜表面是否变得光滑，如有，则不合格。 d) 将铝柱放置于烘箱中，加热至（183±2）℃，取出放置于PVC薄膜上5s，检查薄膜表面是否变得光滑，如无，则不合格。 A.2.3 坩埚 由适当材料制成，外径80mm，高97mm，容积190ml。 A.2.4 加热装置 如使用铝液作为测试介质，加热装置应至少能升温至920℃，如使用铁液作为测试介质，加热装置应至少能升温至1600℃，加热装置应能放置入A.2.3规定的坩埚并便于取放。 注：一般使用马弗炉作为加热装置，一般在马弗炉中放置多个坩埚以提高测试效率。马弗炉对铁液加热时间较长。 A.2.5 熔融金属飞溅测试装置 熔融金属飞溅测试装置包含坩埚支架，能够使坩埚以固定角速度倾斜的马达和样品支架，为避免测试过程中熔融金属飞溅对周围设施的影响，测试装置应包含沙箱以承接熔融金属， 沙箱最小尺寸应为250mm×350mm×50mm，内部干砂厚度最低为40mm。装置本身应能承受测试时的高温和金属飞溅。测试装置示意图见图A.1。
金属材料冲击试验
实 验 报 告 课程名称： 材料性能研究技术 成绩： 实验名称： 弯曲冲击实验及韧脆转变温度测定 批阅人： 实验时间：2 实验地点： 实验室 报告完成时间：2 姓 名： 学号： 班级： 材 同组实验者： 指导教师： 一、实验目的 1.了解冲击韧性的含义及其表达方式。 2.掌握金属冲击试验机的操作方法。 3.分析温度对材料韧脆转变的影响，理解金属的低温脆性。 二、实验原理 1、冲击试验原理 冲击载荷是指载荷在与承载构件接触的瞬间内速度发生急剧变化的情况，即有一定的加载速率的载荷。冲击韧性是指金属材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功能力，常用标准试样的冲击吸收功K A 来表示。冲击吸收功K A 值越大，表明材料的抗冲击性能越好。本试验通过缺口试样的冲击弯曲试验来测量材料的冲击吸收功。 缺口试样的冲击弯曲试验的原理如图1所示，试验是在摆锤式冲击试验机上进行的。将试样水平放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向上。然后将具有一定质量m 的摆锤举至一定高度0H ，使其获得一定位能0mgH 。释放摆锤冲击试样，摆锤的剩余能量为1mgH ，侧摆锤冲击试样失去的位能10-mgH mgH ，即为试样变性和断裂所消耗的功，就是冲击吸收功K A 。 图1 摆锤式冲击试验机 图2 V 形缺口试样 在冲击试验机上实际操作过程中，冲击前先将指针调零，冲击完成后指针自
动转向表盘上冲击吸收功K A 所指的刻度处，单位为J ，实验者只需按要求按放好试样，调零和读数即可，不需要测量0H 和1H 的大小。 2、冲击试验试样 冲击吸收功K A 值与试样的尺寸、缺口形状和支撑方式有关。为了便于比较，国标给定了两种缺口的冲击弯曲标准试样，它们是U 形缺口和V 形缺口，本实验使用的是GB/T229-1994规定10×10标准夏氏V 型缺口试样，其尺寸为：形缺口深V 2,551010mm mm mm mm ⨯⨯12mm ，（如图2）这里指出，用V 型缺口试样测定的冲击吸收功用KV A 表示，用U 型缺口试样测定的冲击吸收功用KU A 表示。 3、低温脆性 对于体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，特别是中低强度结构钢（F-P 钢），在试验温度低于某一温度k t 时，会由韧性状态转变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口形貌由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。转变温度k t 为韧脆转变温度。 低温脆性是材料的屈服强度随温度的降低急剧增加的结果。如图3所示，随着温度的降低，材料的屈服点s σ升高， 但其解理断裂强度c σ却变化很小，于 是两条线相交于一点，交点对应的温 度即为k t 。高于k t 时，s c σσ>，材料 受载后先屈服再断裂；低于k t 时，外 力先达到c σ，材料变现为脆性断裂。 图 3 s σ和c σ随温度变化 三、实验设备及材料 1、实验设备：冲击试验机、保温瓶、热电偶测温计。 2、实验材料：20Cr(形缺口深V 2,551010mm mm mm mm ⨯⨯）、液氮、无水乙醇。 四、实验内容 1、试样预处理 首先，取6个保温瓶，分别加入少量的无水乙醇（可没过试样即可）。然后取18个V 形缺口试样，分别放入6个保温瓶内（每组3个）完全浸没在无水乙醇中。再在每一个保温瓶中，分别插入数字显示式热电偶。一切准备就绪后，开始向每一个保温瓶中倾倒液氮，通过控制加入液氮量的多少，把6组试样的温度分别控制在室温、0℃、-25℃、-35℃、-45℃和-65℃左右，最后保温15分钟，使每一个保温瓶内的温度稳定下来。 2、冲击试验
astm e23金属材料开缺口试样冲击试验方法
astm e23金属材料开缺口试样冲击试验方法 ASTM E23金属材料开缺口试样冲击试验方法是一种常用的金属力学性能测试方法。该方法主要用于测试金属材料的韧性和断裂韧度等 物理特性，广泛应用于各个行业，尤其是在材料科学、机械加工和制 造业等领域中。 ASTM E23金属材料开缺口试样冲击试验方法的具体步骤如下： 1.试样制备与标记。首先，从待测试的金属材料中提取具有代表性的标准化样品，并进行必要的处理和标记。在该步骤中，应注意遵 循ASTM E23试验标准的要求，以确保试样的质量、尺寸、几何形状和标记信息等符合ASTM E23标准的相关规定。 2.试验环境准备。在进行试验前，确保试验环境稳定和符合ASTM E23标准的要求。主要包括温度、湿度、气压和实验室噪声等方面的控制。这些环境因素会对试样的机械性能测试结果产生影响，因此，应 严格遵守标准规定，保证环境条件下的实际测试结果准确可靠。 3.试验机调试。将试样安装于试验机中，并根据ASTM E23标准 的要求，设置合适的冲击负载、载荷周期和其他相关参数并校准试验机。该步骤的目的是保证试验机的性能良好，并且在试验中可以得到 准确的数据。 4.试验操作。在ASTM E23标准规定的条件下，进行试样冲击试验。该步骤需要十分谨慎和专业，试验过程中应严格遵守试验标准和 操作规程，确保试验顺利进行。 5.测试结果分析和报告。在试验结束后，记录和分析试验结果，得到试样的机械性能参数。报道试验结果时应遵守ASTM E23标准的规定，格式正确，内容详实准确，以便评价样品的性能和品质。 综合来看，ASTM E23金属材料开缺口试样冲击试验方法是一种重要的金属力学性能测试方法，具有广泛的应用价值。在实际应用中， 需要遵守ASTM E23标准的要求，进行科学合理的试验操作，以确保试验结果的有效性和可靠性。
摆锤冲击试验
金属材料－摆锤冲击试验 第一部分： 测试方法 1 使用范畴 ISO 148规定了摆锤冲击试验（V形或U形槽）的测试方法，即测试金属材料在冲击试验中能量的吸收能力。 冲击试验的使用设备参见标准ISO 14556。 2 相关标准 如下标准是必须参阅的，请使用最新版本，若无新版，请使用最新进行修正的版本。 ISO148-2：1998，金属材料－摆锤冲击试验－第二部分：测试设备的验证 ISO 286-1，ISO体系的适用条件－第一部分：基准公差及偏差 3 条件和定义 3.1 能量 3.1.1 实际起始潜能 潜能：K p－为检验值[见ISO 148-2:1998 中的3.2.2] 3.1.2 吸收能量 吸收能量K－为检测设备的读数 注：V或U表示凹槽的几何形状，即KV，KU。数字2或8表示摆锤半径，如KV2。 3.2 试样尺寸 试样尺寸见图1。 3.2.1高度 高度h－凹槽部位开槽面与对面的距离。 3.2.2宽度 宽度w－垂直于高度方向即平行于凹槽方向的试样长度。 3.2.3 长度 长度l－垂直于凹槽方向的试样最大尺寸。 4 符号及代码 此标准引用的符号及代码见表1，表2及图2。 5 原则 冲击试验由摆动的单摆锤敲断试样凹槽部位测试其吸收的能量。凹槽为规定尺寸，位于试样两支撑端的中点，与敲击方向相反。 由于许多金属材料的冲击功随温度变化，试验在规定温度下进行。若此规定温度非环境温度，须加热或冷却到该温度，并保持此温度进行试验。 6 试样规定 6.1 概括 标准试样长度为55mm，截面为10mm的正方形。长度方向的中点部位开V形或U形槽，详细描述见6.2.1和6.2.2。 如果不能从检验材料上获得标准试样，可以取复样，宽度可以为7.5mm，5mm或2.5mm，见图2和表2。 注：对于低冲击功试样，试验时必须使用垫片，以保证额外的能量被摆锤吸收。对于高冲击功试样，则不必这样做。垫片应放在试样支撑端的上面或下面，这样试样中点部位高度为5mm，两端为10mm。 试样表面粗糙度必须好于Ra5µm除了试样端部。 热处理材料的试样，如果不能保证热处理前后加工部位没有差别，必须在热处理后进行机械加工。
材料冲击实验
5、描述材料和结构冲击的实验技术,包括测试手段和试验方法，并分别简单介绍其用途、优缺点。 材料冲击实验是一种动态力学实验，它是将具有一定形状和尺寸的U 型或V 型缺口的试样，在冲击载荷作用下折断，以测定其冲击吸收功K A 和冲击韧性值K ∂的一种实验方法。冲击试验是材料性能不可缺少的检验项目。冲击功能够直观反应材料的冲击韧性。 1 材料冲击实验原理 冲击实验通常在摆锤式冲击试验机上进行，其原理如图1a 所示。实验时将试样放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间（图1b ）。然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度1H ，使其获得一定位能1mgH 。释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为2mgH ，则摆锤冲断试样失去的势能为21m g -H mgH 。如忽略空气阻力等各种能量损失，则冲断试样所消耗的能量（即试样的冲击吸收功）为： K A 的具体数值可直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位力J 。将冲击吸收功K A 除以试样缺口底部的横截面积N S (cm 2)，即可得到试样的冲击韧性值K ∂（J/cm 2）： 对于Charpy U 型缺口和V 型缺口试样的冲击吸收功分别用KU A 和KV A 表示，它们的冲击韧性值分别用KU ∂和KU ∂表示。 K ∂作为材料的冲击抗力指标，不仅与材料的性质有关，试样的形状、尺寸、缺口形式等都会对K ∂值产生很大的影响，因此K ∂只是材料抗冲击断裂的一个参考性指标。只能在规定条件下进行相对比较，而不能代换到具体零件上进行定量计算。 2 实验设备 2.1 冲击试验对试验机砧座和支座的要求 2.1.1 支座的两个支撑面应平行，且相差不应超过0.05mm 。支座应使试样的轴线与摆锤轴线的平行度在3/1000以内。 2.1.2 砧座两个支撑面应平行，且相差不应超过0.05mm 。支座两个支撑面所在平面和砧座两个支撑面所在平面之间的夹角应为90±0.1°。 2.1.3 砧座曲率半径1mm 。曲率圆弧应与支撑面平面相切。
实验二 金属材料系列冲击试验与低温脆性
金属材料系列冲击试验与低温脆性 姓名： 班级： 日期： 指导老师：
一、试验内容与目的: 试验测定3种不同金属材料的冲击吸收功随温度变化，比较分析低温脆性特点 二实验原理： 本次试验采用国标编号为GB/T 229-1994。 用规定高度的摆锤对一系列处于不同温度的简支梁状态的缺口试样进行一次性打击，测量各试样折断时的冲击吸收功。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 ）。 所谓脆性断裂是一种快速的断裂，断裂过程吸收能量很低，断裂前及伴随着断裂过程都缺乏明显的塑性变形。包括铁素体钢在内的中、低强度体心立方金属以及合金，密排六方的锌、铍及其合金的冲击功A k 值随温度的下降而有显著降低的过程，也就是说，在一个有限的温度范围内，受到冲击载荷作用发生断裂时吸收的能量会发生很大的变化。这种现象称为材料的韧脆转变。 改变试验温度，进行一系列冲击试验以确定材料从人性过渡到脆性的温度范围，称为“系列冲击试验”。韧脆转变温度就是A k -T 曲线上A k 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 ）。 脆性断裂百分数的测量：在显微镜下观察断裂试样的断裂面，脆性断裂部分一般是白亮的梯形，通过测量计算可得出梯形的面积，按下式计算出脆性断裂百分数： %100% η= ⨯脆性区面积 脆性断裂百分数端口横截面积