GBT 229 金属材料-夏比摆锤冲击试验方法

ICS77.040.10 H22 中华人民共和国国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB/T 229—200× 代替GB/T229-1994，GB/T 12778-1991 金属材料--夏比摆锤冲击试验方法 Charpy Pendulum Impact Test Method for Metallic Materials （ISO 148-1：2006，Metallic materials-Charpy pendulum impact test -Part 1 : Test method,MOD） （征求意见稿） （本稿完成日期：2006 年 5 月 15 日） ××××-××-××发布 ××××-××-××实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 GB/T 229—200× I 目 次 前言.................................................................................... II 1 范围................................................................................... 1 2 规范性引用文件......................................................................... 1 3 术语及定义............................................................................. 1 4 符号................................................................................... 1 5 原理................................................................................... 2 6 试样................................................................................... 2 7 试验装置.............................................................................. 3 8 试验程序 .............................................................................. 3 9 试验报告.............................................................................. 4 附录 A （资料性附录） 对中夹钳 ........................................................... 7 附录 B （资料性附录） 侧膨胀值 ........................................................... 8 附录 C（资料性附录） 断口形貌 ........................................................... 10 附录 D（资料性附录）冲击吸收能量-温度曲线和转变温度..................................... 102 附录 E （资料性附录） 试样从恒温装置中移出在 3-5S 内打断的温度补偿........................ 13 GB/T 229—200× II 前 言 本标准修改采用国际标准ISO148-1：2005《金属材料——夏比摆锤冲击试验——第1部分：试验方法》。 在主要技术内容上与ISO148-1相同，但部分技术内容较为详细和具体。补充性能测定结果数值的修约要求； 增加了高低温试验的具体规定。 本标准对原标准在以下方面的内容进行了较大修改和补充： —引用标准； —试样类型； —对心夹钳； —侧膨胀值； —断口形貌； —冲击吸收能量-温度曲线及转变温度； —性能测定结果数值修约； —高低温环境下的冲击试验。 自本标准实施之日起，代替GB/T 229-1994金属夏比缺口冲击试验方法和GB/T 12778-1991夏比冲击断 口测定方法。 本标准的附录A-E是资料性附录。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会归口。 本标准起草单位： 本标准起草人： 本标准于1984年首次发布。 GB/T 229—200× 1 金属材料--夏比摆锤冲击试验方法 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功的方法（V 型和 U型缺口试样）。 本标准不包括仪器化冲击试验，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，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否 可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 3808 摆锤式冲击试验机的检验（ISO148—2，1998，Metallic materials-Charpy pendulum impact test-Part 2:Verification of test machines, MOD） GB 2975 钢及钢产品力学及 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 性能试验取样规定 GB 8710 数值修约规则 3 术语及定义 下列术语及定义适用于本标准。 3.1 能量 3.1.1 实际初始位能（位能），Ap 直接检验测定的值。 3.1.2 吸收能，K 由指针或其它指示装置示出的能量值。 注：用字母 KV 和 KU 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示缺口几何形状，用下标数字 2 和 8表示锤刃半径，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 带有缺口面与其相对面之间的距离。 3.2.2 宽度 w 与缺口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 本标准使用的符号见表 1 及图 2。 GB/T 229—200× 2 表 1 符号、名称及单位 符号 单 位 名 称 Ap J 实际初始位能（位能） FA ％ 纤维断面率 h mm 试样高度 KU2 J U 型缺口试样在 2mm 锤刃下的冲击吸收能量 KU8 J U 型缺口试样在 8mm 锤刃下的冲击吸收能量 KV2 J V 型缺口试样在 2mm 锤刃下的冲击吸收能量 KV8 J V 型缺口试样在 8mm 锤刃下的冲击吸收能量 LE mm 侧膨胀值 l mm 试样长度 Tt ℃ 转变温度 W mm 试样宽度 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，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，因此试验必须在规定温度下进行。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 标准冲击试样长度为55mm，横截面为10mm×10mm方形截面。在试样长度中间有V型或U型缺口，见6.2.1 和6.2.2规定。 如试料不够制备标准尺寸试样，可使用宽度7.5mm、5mm和2.5mm的小尺寸试样（见图2）。试验时应在 支座上放置适当厚度的垫片，以使试样打击中心其高度为5mm(相当于高度10mm标准试样打击中心的高度)。 注：对于低能量材料，垫片很重要，否则过多能量会被摆锤吸收。对于高能量材料并不十分重要。 试样表面粗糙度Ra应优于3.2，端部除外。 对于需热处理的试验材料，应在最后精加工（包括缺口）前进行热处理，除非已知两者顺序改变不导 致性能的差别。 6.2 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。 注：对于仲裁试验，缺口底部表面粗糙度Ra应优于1.6。 缺口对称面应垂直于试样纵向轴线（见图2）。 6.2.1 V型缺口 V型缺口应有45º夹角，其深度为2mm，根部曲率半径为0.25mm（见图2a）。 6.2.2 U型缺口 U型缺口深度应为2mm或5mm（除非另有规定），根部半径为1mm（见图2b）。 6.3 试样公差 规定的试样公差及缺口尺寸在图2和表2中示出。 6.4 试样的制备 试样样坯的切取应按产品标准或GB/T2975的规定执行，试样制备过程应使由于过热或冷加工硬化而改 变材料冲击性能的影响减至最小。 GB/T 229—200× 3 6.5 试样的标记 试样标记应远离缺口，不应标在与支座、砧座或锤刃接触的面上。试样标记的位置应避免对塑性变形 的影响和表面对冲击吸收测量的不连续性。 7 试验装置 7.1 安装及检验 试验机应按GB/T 3808进行安装及检验。 7.2 锤刃 锤刃半径应为2mm和8mm两种。建议用符号的下标数字标示：KV2或KV8。 注：用2mm和8mm锤刃试验测定的结果不同。 7.3 可溯源性 所有测量仪器均应溯源至国家或国际标准。这些仪器应在规定校验周期进行检验。 8 试验程序 8.1 一般要求 试样应紧贴试验机砧座，试样缺口对称面偏离两砧座间的中点应不大于0.5mm。锤刃在冲击缺口背面 是应精确的打击在试样缺口的对称面上（见图1）。 注：对于端面定位的高温冲击试验，应根据试样膨胀量调整定位机构，其膨胀量按下式计算： Δl=27.5×α(t-t0) 式中： Δl——试样一半长度的膨胀量，单位为毫米（mm） α——试样在试验温度的线膨胀系数，1/℃ t——试验温度，单位为摄氏度（℃） t0——试验温度，单位为摄氏度（℃） 8.2 试验温度 除非另有规定，试验应在（23±5）℃进行。当规定试验温度时，试样应处于规定温度±2℃范围内。 8.2.1 当使用液体介质加热或冷却试样时，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至少25mm，试样距容器侧壁至少10mm。应不断搅拌介质以使其温度均匀。测定介质温 度的仪器应置于试样堆中间处。介质温度应保平稳在温度±1℃以内，试样应在此温度上保持至少5分钟。 注：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。 8.2.2 对于试验温度不超过200℃的试验，试样应在规定温度液体中保温±2℃的液池中保持至少10min。 对于试验温度超过200℃的试验，试样应在规定温度±5℃以内的炉子内保持至少20min。 8.3 试样的转移 当试验不在室温进行时，试样从加热或冷却装置中移出至打断的时间应不大于5秒。 转移装置的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 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。 注1：对于试样从加热或冷却装置中移出至打断时间在3—5s的试验，应考虑采用过冷或过热试样的方 法补偿温度损失，过冷或过热度见附录E。对于高温试样应充分考虑过热对材料性能的影响。 注2：应采取措施确保试样对心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。现已表明，试样端部和对中装置的间隙或定位部件的间隙必须大于13mm，否则，在断裂过程 中，试样端部可能回弹至摆锤上。 注3：类似于附录A示出的自动对心夹钳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心装置之间相互影响带来的潜在间隙问题。 8.4 试验机能力范围 GB/T 229—200× 4 试样吸收能量K不应超过实际初始位能Ap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﹪。 注：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，击断期间摆锤速度已下降至不再能准确获得冲击能量。 8.5 试样未完全断裂 由于试验机打击能量不足使试样未完全断开，应在试验数据之前加大于符号“>”，其他情况应注明“未 折断”。 对于试样试验后没有完全断裂，可以报出冲击吸收能，或报出完全断裂试样结果的平均值。 8.6 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检验。 8.7 断口检查 如断裂后检查显示出试样标记使在明显的变形部位，试验结果可能不代表材料的性能，应在试验报告 中注明。 8.8 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或表盘最小刻度的一半（取两者之间最小）。试验 结果最少应保留两位有效数字，修约方法按GB8170执行。 9 试验报告 9.1 必要的内容 试验报告中应包括以下资料： a) 本标准编号； b) 试样相关资料（例如钢种、炉号等）； c) 缺口类型； d) 与标准尺寸不同的试样尺寸； e) 试验温度； f) 吸收能量KV2、KV8、KU2、KU8； g) 可能影响试验的各种异常情况。 9.2 可选的内容 a)试样的取向 b)试验机的标称能量，J c)侧膨胀值（见附录B） d)断口形貌与纤维断面率（见附录C） e)吸收能量—温度曲线（见D.1） f)转变温度，判定标准（见D.2） g)试样没有完全断裂的试样数。 GB/T 229—200× 5 图1 试样与摆锤冲击试验机支座及钳口相对位置图 a）V 型缺口 b）U 型缺口 注：数字标识各部位的尺寸见表 1 图 2 夏比冲击试样 GB/T 229—200× 6 表 2 试样的尺寸与偏差 V 型缺口试样 U 型缺口试样 名称 序号 名义尺寸 机加工公差 名义尺寸 机加工公差 长度 高度 c 宽度 c -标准试样 -小试样 -小试样 -小试样 缺口角度 缺口底部高度 缺口根部半径 缺口对称面- 端部距离 b 缺口对称面- 试样纵轴角度 试样纵向面间 夹角 1 2 3 4 5 6 7 8 55mm 10mm 10mm 7.5mm 5mm 2.5mm 4 5° 8mm 0.25mm 27.5mm 90° 90° ±0.6mm ±0.06mm ±0.11mm ±0.11mm ±0.06mm ±0.04mm ±2° ±0.06mm ±0.025mm ±0.42mm ±2° ±2° 55mm 10mm 10mm — — — 8mma 5mm 1mm 27.5mm 90° 90° ±0.6mm ±0.11mm ±0.11mm — — — ±0.09mm ±0.09mm ±0.07mm ±0.42mm ±2° ±2° a.依据 ISO286-1 b.对自动定位试样的试验机，建议偏差用±0.165mm 代替±0.42mm c.除端部外，试样表面粗糙度应优于 Ra3.2 d.如规定其高度，应规定相应公差。 GB/T 229—200× 7 附录 A （资料性附录） 对中夹钳 图 A.1 所示的夹钳一般用于从介质中取出试样放置于试验机上。 图 A.1 V 型缺口夏比冲击试样对中夹钳 GB/T 229—200× 8 附录 B （资料性附录） 侧膨胀值 B.1 一般要求 用根部开缺口的夏比试样测量材料抵抗三轴应力断裂的能力要考虑此位置产生的变形量。此处的变形 是压缩变形。由于测量变形较困难，即使断裂以后，产生于断面相对面的膨胀值则作为惯用的测量方法， 用以代表压缩量。 B.2 测定方法 测量侧膨胀值的方法要考虑到试样断面上两侧最大膨胀值，一半试样可能包括两侧最大膨胀量，也可 能出现在一侧，或者均在另一般试样断面上。测量技术要保证测出的侧膨胀值是两个断面两侧最大膨胀量 之和。为此，在测量两半试样断面得膨胀量时要以试样原尺寸为准，见图 B.1。可使用类似于图 B.2 和 图 B.3 示出的仪器测量两半试样的膨胀量。首先检查试样侧边是否出现毛刺，如果有毛刺要用毛刷或纱布去 除。当磨毛刺时不应磨掉试样断面侧面的突出部分，然后放置两半断样使其原始侧面对齐，分别以原始侧 面为基础测量两半断样（图 B.1 中的 x 和 Y），两侧的突出量，取两侧最大值。例如 A1>A2,A3=A4时，LE=A1+ （A3或 A4），如果 A1>A2，A3>A4，LE= A1+ A3。 如果试样侧面上出现一个或多个突出部分由于与试验机砧座接触或测量安装时已被损坏，则不能测量 并应在报告中注明。 侧膨胀值要测量各个试样。 图 B.1 夏比冲击试样断后两截试样的侧膨胀值 A1、A2、A3、A4和原始宽度 W GB/T 229—200× 9 图 B.2 测量夏比冲击试样侧膨胀值用的装置 图 B.3 测量侧膨胀值的装置及尺寸 GB/T 229—200× 10 附录 C （资料性附录） 断口形貌 C.1 概述 夏比冲击试样的断口表面常用纤维断面率评定。纤维断面率越高，材料韧性越好。大多数夏比冲击试 样的断口形貌为纤维状和晶状断裂的混合状态。由于对断口评定带有很高的主观性，因此建议不用作为技 术规范使用。 注：术语纤维状断口常称为剪切断口，解理断口或晶状断口针对剪切断口反向评定。即 0%剪切断口为 100％解理断口。 C.2 纤维断面率可用如下任一种方法测定： 通常使用以下方法测定纤维断面率： a)测量断口晶状断裂部分（即“闪亮”部分）的长度和宽度，如图 C.1 所示，按表 C.1 计算纤维断面 率； b) 使用图 C.2 所示的断口形貌卡与试样断口进行比较； c)将断口放大，并与预先制好的对比图进行比较，用求积仪测量的纤维断面率（100%）减去晶状断面 率计算； d)断口拍成放大照片，用求积仪测量纤维断面率（100%）减去晶状断面率计算； e)用图像分析技术测量纤维断面率。 注 1：测量 A和 B 的平均尺寸应精确至 0.5mm。 注 2：用表 C.1 测定纤维断面率。 图 C.1 纤维断面率的尺寸 GB/T 229—200× 11 注：当 A 或 B 是零时，纤维断面率为 100％。 表 C.1 纤维断面率，mm 图C.2 断口形貌 尺寸 A，mm 尺寸 B,mm 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10 1.0 99 98 98 97 96 96 95 94 94 93 92 92 91 91 90 89 89 88 88 1.5 98 97 96 95 94 93 92 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 2.0 98 96 95 94 92 91 90 89 88 86 85 84 82 81 80 79 77 76 75 2.5 97 95 94 92 91 89 88 86 84 83 81 80 78 77 75 73 72 70 69 3.0 96 94 92 91 89 87 85 83 81 79 77 76 74 72 70 68 66 64 62 3.5 96 93 91 89 87 85 82 80 78 76 74 72 69 67 65 63 61 58 56 4.0 95 92 90 88 85 82 80 77 75 72 70 67 65 62 60 57 55 52 50 4.5 94 92 89 86 83 80 77 75 72 69 66 63 61 58 55 52 49 46 44 5.0 94 91 88 85 81 78 75 72 69 66 62 59 56 53 50 47 44 41 37 5.5 93 90 86 83 79 76 72 69 66 62 59 55 52 48 45 42 38 35 31 6.0 92 89 85 81 77 74 70 66 62 59 55 51 47 44 40 36 33 29 25 6.5 92 88 84 80 76 72 67 63 59 55 51 47 43 39 35 31 27 23 19 7.0 91 87 82 78 74 69 65 61 56 52 47 43 39 34 30 26 21 17 12 7.5 91 86 81 77 72 67 62 58 53 48 44 39 34 30 25 20 16 11 6 8.0 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 GB/T 229—200× 12 附录D （资料性附录） 冲击吸收能量-温度曲线和转变温度 D.1 冲击吸收能量与温度曲线 冲击吸收能量与温度曲线（KV-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 D.1 所示。通常曲线是通过拟和单独的试验点得到的。曲线的形状和试验结果的分散程度取决于材料、 试样形状和冲击速度。出现转变区的曲线，具有转变区(d)、上平台(c)和下平台(e)。 a)冲击吸收能量 b)温度 c)上平台区 d)转变区 e)下平台区 图 D.1 冲击吸收能量—温度曲线示意图 D.2 转变温度 转变温度 Tt 冲击吸收能量-温度曲线陡峭上升的部分。这部分一般出现在较宽的温度范围，因此应用 中转变温度要明确定义为一个温度。可用如下几种判据规定转变温度： a)冲击吸收能量达到某一特定值（例如 KV8=27J）的温度； b)冲击吸收能量达到上平台某一百分数（例如 50%）的温度； c)纤维断面率达到某一百分数（例如 50%）的温度； d)侧膨胀值达到某一个量（例如 0.9mm）的温度； 用以确定转变温度的方法应在产品标准规定，或通过协议规定。 a ) → b) → d) c) e) GB/T 229—200× 13 附录 E （资料性附录） 试样从恒温装置中移出在 3-5S 内打断的温度补偿 表 E.1 试验温度℃ 过冷温度℃ -100～-192 3～4 -60～-100 2～3 0～-60 1～2 表 E.2 试验温度℃ 过热温度℃ 35～200 1～5 200～400 5～10 400～500 10～15 500～600 15～20 600～700 20～25 700～800 25～30 800～900 30～40 900～1000 40～50