GB/T 229-2020 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法
發表時間:2025-07-26
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來源:中翔檢測
此標準適用于各類金屬材料,無論是鋼鐵、鑄鐵,還是鋁、銅等有色金屬及其合金,均可在室溫、高溫或低溫條件下開展夏比擺錘沖擊試驗,但并不涵蓋儀器化沖擊試驗方法,后者參考 GB/T 19748 。其核心試驗原理是運用擺錘單次沖擊,使規定幾何形狀的缺口試樣破斷,以此測定試樣吸收能量、側膨脹值和剪切斷面率等關鍵參數。由于諸多金屬材料的沖擊性能對溫度敏感,所以試驗務必在給定溫度下進行 。

在試樣制備環節,要求極為嚴格。標準試樣通常長 55mm,橫截面為 10mm×10mm,缺口位于試樣長度中心位置。常見的缺口類型有 V 型和 U 型 。V 型缺口深度 2mm,根部半徑精準至 0.25mm,角度為 45°±2°;U 型缺口深度 5mm,根部半徑一般為 1mm(也存在其他可選值)。加工過程中,要極力避免試樣產生加工硬化或熱影響,缺口需借助銑削或磨削工藝加工而成,表面粗糙度 Ra 應不大于 1.6μm 。
試驗設備主要是擺錘沖擊試驗機,其最大能量需為試樣沖擊吸收能量的 1.5 至 10 倍 。同時,試驗機必須定期校驗,確保擺錘初始位能、摩擦損失和打擊中心位置的誤差均在 ±1% 以內 。對于溫度控制裝置,在低溫試驗時,試樣冷卻介質的溫度波動要控制在 ±1℃以內,比如試驗溫度處于 - 196℃至 100℃這個寬泛區間時。
具體試驗步驟方面,安裝試樣時,必須保證試樣缺口背對擺錘刃口,且支座跨距維持在 40mm±0.2mm 。擺錘自由下落,一次性沖擊試樣,精準記錄沖擊吸收能量(用 KV 表示,單位為焦耳)以及側膨脹值(LE,單位為毫米) 。當涉及溫度控制時,試樣要在設定溫度下保溫至少 5 分鐘,特別是低溫試驗,需快速將試樣轉移至試驗機,從高溫或低溫介質中移出至打斷的時間應不大于 5 秒 。
試驗結果處理也有明確規范。沖擊吸收能量的數值修約遵循特定規則,當數值小于 100J 時,需修約至 1 位小數;大于等于 100J 時,則修約至整數 。側膨脹值測量精確到 0.05mm 。此外,還需詳細記錄試樣的斷裂類型,如韌性斷裂、脆性斷裂或是混合型斷裂,必要時對斷口形貌展開觀察 。
若試樣未完全斷裂,或斷裂面存在明顯缺陷,諸如缺口加工不符合要求等,試驗結果將被判定無效 。而且,一旦沖擊吸收能量超出試驗機能量的 80%,必須更換更高能量的試驗機重新測試 。
GB/T 229-2020 在實際應用中極為廣泛。在航空航天領域,用于檢測飛行器關鍵零部件材料在不同溫度下的沖擊韌性,確保飛行安全;汽車制造業里,評估汽車大梁、發動機曲軸等金屬材料的韌性,保障車輛在復雜工況下的可靠性 。通過統一規范試驗流程和結果評判標準,該標準為金屬材料的質量控制、性能優化以及工程選材,提供了堅實有力的技術支撐 。