金属材料摆锤式冲击试验
中文版ISO148-1-2009
中⽂版ISO148-1-2009ISO 148-1-2009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 规范性引⽤⽂件下列⽂件中的条款通过本标准的引⽤⽽成为本标准的条款。
凡是注⽇期的引⽤⽂件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适⽤于本标准。
凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本适⽤于本标准。
ISO 148-2：2008，⾦属材料——夏⽐摆锤冲击试验——第2部分：试验机检验ISO 286-1，公差和配合的ISO系统，第1部分：公差的基础、偏差和配合。
3术语和定义下列术语和定义适⽤于本标准。
3.1 能量3.1.1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。
3.1.2 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。
3.2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）：3.2.1⾼度h开缺⼝⾯与其相对⾯之间的距离。
3.2.2宽度w与缺⼝轴线平⾏且垂直于⾼度⽅向的尺⼨。
3.2.3 长度l与缺⼝⽅向垂直的最⼤尺⼨。
4 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5 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6、7和8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。
6试样6.1 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6.2.1和6.2.2规定。
指针式金属摆锤冲击试验机使用说明书
★特别声明：本说明书不能作为向本公司提出任何要求的依据。 本说明书的解释权在本公司。
版本/版次：A/0
目录
第 2 页 共 18 页
指针式金属摆锤冲击试验机使用说明书
安全守则 .................................................................... 4
第 4 章. 电器控制按钮说明 ................................................... 11
第 5 章. 试验操作 ........................................................... 13
5.1. 准备 .................................................................................................................................................... 13 5.2. 开机 .................................................................................................................................................... 13 5.3. 试验 .................................................................................................................................................... 13 5.4. 试验结束 ............................................................................................................................................ 14
铜的冲击强度实验
冲击强度：100MPa
实验温度：20℃
实验结果：铜板在冲击强度 为100MPa时，温度为20℃，
表现出良好的冲击强度。
实验目的：测量铜的冲击强度
实验结果：铜的冲击强度较高，具有较 好的抗冲击性能
实验方法：采用冲击试验机进行冲击试 验
结论：铜的冲击强度与其化学成分、微 观结构、加工工艺等因素有关，需要进 一步研究。
添加标题
增加实验条件：考虑不同温度、 湿度等环境因素对实验结果的
影响
02
热处理：对铜合金进行
适当的热处理，提高其
01
冲击强度
材料选择：选择合适的
铜合金材料，如黄铜、
青铜等
03
加工工艺：优化铜合金 的加工工艺，如冷加工、
热加工等 04
结构设计：优化铜合金 的结构设计，如形状、 尺寸等，以提高其冲击 强度
项标题
实验方法： 同条件下的冲击性
能数据
项标题
结论：铜在不同条 件下的冲击性能变
化规律
项标题
应用：为铜的选材、 设计、制造提供依
据
通过冲击强度 实验，获取铜 在不同条件下 的冲击强度数
据。
分析数据，了 解铜的冲击强 度性能，为铜 的应用提供科
学依据。
比较不同铜制 品的冲击强度， 为铜制品的设 计和选材提供
铜的冲击强度与塑料、玻璃 等非金属材料相比如何？
铜的冲击强度与其他金属材 料相比如何？
铜的冲击强度与木材、纸张 等有机材料相比如何？
铜的冲击强度与陶瓷、混凝 土等无机材料相比如何？
添加标题
增加样品数量：提高实验结果 的准确性和可靠性
添加标题
改进实验步骤：简化实验步骤， 提高实验效率
金属材料夏比摆锤冲击试验研究
金属材料夏比摆锤冲击试验研究摘要：通过测量金属材料的冲击吸收能量并分析测量结果得到相关质量数据，夏比冲击就是这样一种为确定金属材料受到负荷的能力而开发的一项实验，他可以将这一能力量化为数据，并以此来作为选择相对应的适用材料的指标，或是作为研发新材料的依据。
当材料被确定冶金质量、热加工质量和韧脆转变温度后，冲击的能量K会显仪器设备上。
本文通过分析其标准制定、试验设备要求和范围来研究这一传统的力学性能试验方法。
关键词：夏比冲击、金属材料引言夏比冲击是当今被应用最为广的试验方法，大多用于评定材料能够受到荷载冲击的能力或是说上限，它是一种动态试验，主要特点在于实行起来简单方便快捷。
当下的第二产业极度高速发展使得制造者和研发人员对于金属的要求也逐步提高，而以往曾有许多事故的发生是由于诸如金属疲劳这一些有关于金属本身特性受限而发生的，也是人们对此未曾注意到的点。
但是由于不同的金属材料差异过大，很难有一个统一的测量标准、测量方法，如拉伸试验无法测量出材料对缺口的敏感程度和韧脆性。
在这种情况下，夏比摆锤冲击试验作为可以测量出金属材料的受冲击极限，是十分重大的发现，必须被仔细的反复试验研究，争取尽量完整的掌握这一试验的优缺点以及不确定因素。
1 夏比摆锤冲击试验首先，夏比摆锤冲击试验可以评定的范围有：材料的韧性以及脆性、材料的冶炼质量、加工质量和材料对冲击载荷的敏感性。
材料韧性也分为多种，如冲击韧性、断裂韧性等等，差韧性材料较容易因突然发生的脆性断裂而影响整体机器，用作测试冲击韧性的多种实验中，夏比摆锤试验是最为传统的一种。
本文中的金属材料夏比摆锤冲击试验研究主要用的试验机器是名为数控式摆锤冲击试验机的检测机器，其精密度是被绝对保障的。
其原理是利用指针式金属摆锤冲击试验机，在恒定室温下打击机器背对放置的两个支座间的U或V型缺口，后冲击能量即为摆锤前后的势能差[1]。
2 冲击试样准备、过程根据GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击实验方法》，实验为在冲击试验机两支架间防止背对支架的试验金属材料，后放下规定高度的摆锤，最后读取显示的数值。
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。
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之一。
该方法通过对金属材料在冲击载荷下的响应进行测试，以评估其抗冲击性能和韧性。
以下将详细介绍夏比摆锤冲击试验方法的原理、操作步骤和结果分析。
一、原理夏比摆锤冲击试验方法是基于能量守恒定律和动量守恒定律的原理进行设计的。
夏比摆锤试验装置由一个具有一定质量的摆锤和一个固定的试样支架组成。
试样支架上固定有待测金属材料的试样，摆锤则被释放从一定高度自由落下，击中试样并产生冲击载荷。
试样在冲击载荷下发生变形和破坏，同时摆锤的能量也发生一定程度的损失。
二、操作步骤1. 选择合适的试样尺寸和准备试样。
根据所需测试的金属材料以及试验要求，确定试样的尺寸和形状，并进行必要的加工和制备。
2. 将试样固定在试样支架上。
确保试样在固定时不发生位移或松动。
3. 将摆锤提升到一定高度，调整好试样支架的位置。
4. 释放摆锤，使其自由落下并击中试样。
确保摆锤的自由落下轨迹垂直于试样表面，避免产生偏斜或偏离。
5. 观察和记录试样在冲击载荷下的变形和破坏情况。
可以使用高速摄像机等设备对试验过程进行记录，以便后续的分析和评估。
6. 重复进行多次试验，以获取更加准确和可靠的结果。
三、结果分析根据试验过程中观察到的试样变形和破坏情况，可以对金属材料的冲击性能和韧性进行评估。
常见的评估指标包括冲击强度、断裂能量和断口形貌等。
通过对不同金属材料进行夏比摆锤试验，并比较其试验结果，可以判断金属材料在冲击载荷下的抗冲击能力和韧性水平。
需要注意的是，在进行夏比摆锤试验时，应注意以下几点：1. 选择合适的试样尺寸和形状，以确保试样能够代表实际应用中的受力情况。
2. 控制摆锤的释放高度和试验条件，以确保试验的可重复性和可比性。
3. 注意试样的安全性，避免在试验过程中发生意外事故。
4. 结合试验结果和金属材料的实际应用情况，进行合理的分析和评估。
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，通过对金属材料在冲击载荷下的响应进行测试，能够评估其抗冲击性能和韧性。
金属冲击试验实验报告
一、实验目的1. 了解金属冲击试验的基本原理和方法。
2. 通过冲击试验，测定金属在不同温度下的冲击吸收功，分析其冲击韧性和韧脆转变温度。
3. 比较不同金属的冲击性能，为金属材料的应用提供参考。
二、实验原理金属冲击试验是一种常用的力学性能试验方法，用于测定金属在冲击载荷作用下的力学性能。
冲击试验原理如下：1. 冲击试验采用摆锤冲击试验机进行，摆锤的势能转化为试样的冲击能，使试样在冲击过程中产生断裂。
2. 试样在冲击过程中吸收的能量称为冲击吸收功（Ak），其计算公式为：Ak = 1/2 mgh，其中m为摆锤质量，g为重力加速度，h为摆锤高度。
3. 通过测定冲击吸收功，可以分析金属的冲击韧性和韧脆转变温度。
三、实验材料与设备1. 实验材料：低碳钢、T8钢、工业纯铁。
2. 实验设备：金属摆锤冲击试验机、游标卡尺、温度计、冲击试样。
四、实验步骤1. 准备试样：将实验材料加工成标准冲击试样，试样尺寸符合GB/T 229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》的要求。
2. 设置试验参数：根据实验要求，调整冲击试验机的摆锤能量和冲击速度。
3. 进行冲击试验：将试样放置在冲击试验机的支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间。
调整摆锤高度，使摆锤获得一定的势能，然后释放摆锤进行冲击试验。
4. 测量冲击吸收功：记录摆锤冲击试样后剩余的高度，计算冲击吸收功。
5. 测量试样温度：在冲击试验过程中，实时测量试样温度，分析金属的韧脆转变温度。
五、实验结果与分析1. 冲击吸收功：根据实验数据，绘制不同金属在不同温度下的冲击吸收功曲线，分析其冲击韧性和韧脆转变温度。
2. 冲击韧度：根据冲击吸收功，计算不同金属的冲击韧度，比较其冲击性能。
3. 韧脆转变温度：根据冲击吸收功曲线，确定不同金属的韧脆转变温度。
六、实验结论1. 低碳钢、T8钢和工业纯铁在不同温度下的冲击吸收功存在明显差异，说明不同金属的冲击性能存在差异。
2. 低碳钢的冲击韧度最高，T8钢次之，工业纯铁最低。
金属材料夏比摆锤冲击试验方法
将摆锤释放：使其以设定的初速度撞击 试样
记录冲击过程中的能量损失率或吸收能 量
重复以上步骤：对多个试样进行冲击试 验，以获得更准确的结果
通过对试验结果进行分析，可以评估金属材料的冲击韧性。常用的评价指标包括
吸收能量：通过测量摆锤撞击试样前后 的能量损失来计算吸收能量。该值越大 ，材料的冲击韧性越好
尺寸：试样的尺寸应符合标准规定，通 常为标准尺寸或根据需要定制
形状：试样的形状应为简单的几何形状 ，如矩形、圆形等
表面质量：试样的表面应平整、光滑， 无划痕、裂纹等缺陷
热处理状态：试样应处于标准热处理状 态，以保证其力学性能稳定
在进行夏比摆锤冲击试验时，应按照以下步骤进行操作
将试样固定在支撑座上：确保试样稳定 不滑动
1 引言 3 试验设备 5 试验操作
2 试验原理 4 试样制备 6 结果分析
1
2
3
4
金属材料是现代工 业、交通、建筑和 国防等领域的重要
基础材料
在各种金属材料中， 冲击韧性是一个重 要的力学性能指标
夏比摆锤冲击试验 是测量金属材料冲 击韧性的常用方法
之一
该试验方法具有操 作简便、测量准确、 重复性好等优点， 广泛应用于金属材 料的性能检测和质
延伸率：通过测量试样在冲击过程中的 变形量来计算延伸率。该值越大，材料 的塑性变形能力越强
断口形貌：通过观察试样断口的形貌特 征来分析断裂机制。不同材料的断口形 貌可能具有不同的特征
01
通过对以上指标的 综合分析，可以对 金属材料的冲击韧
性进行全面评估
02
同时，还可以结合其他力学性 能指标(如抗拉强度、屈服强 度等)进行综合评价，为金属 材料的应用提供更全面的依据
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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。
以下是操作过程。
A 开机。
在确认仪表的电源线和信号连线连接无误后，打开电源开关，约2秒后液晶显示屏幕开始显示，显示应正常，否则应检查系统是否有故障。
B 测量并记录试样缺口截面的尺寸。
C 清零。
在摆锤自由下垂、静止且无任何动作执行的前提下，按[清零] 键。
D 检查空摆能量。
在不放试样的情况下，按[取摆]、[退销]、[冲击]、[放摆]步骤进行若干次空摆冲击，使吸收功显示的空摆能量值趋于稳定，并记录该值。
E 放置试样。
按[取摆]，将摆锤置于高点，并保持静止。
将试样对中、侧面贴紧砧座、缺口背向摆锤打击面放置在砧座上。
可使用专用的试样夹钳工具放置试样。
F 测试吸收功。
注意确定摆锤冲击半径内无人或物（除试样外）在内。
按[退销]、[冲击]、[放摆]步骤进行试验，记录吸收功（实际吸收功应减去空摆能量值），记录环境温度。