中文版ISO14812009

1、金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定金屬材料在夏比沖擊試驗(yàn)中吸收能量的方法（V型和U型缺口試樣）。本標(biāo)準(zhǔn)不包括儀器化沖擊試驗(yàn)方法，這部分內(nèi)容在ISO 14556中規(guī)定。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。ISO 148-2：2008，金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)機(jī)檢驗(yàn)ISO 286-1，公差和配合的ISO系統(tǒng)，第1部分：公差的基礎(chǔ)、偏差和配合。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1

2、 能量初始勢能（勢能）Kp沖擊試驗(yàn)中，擺錘勢能釋放前的勢能與沖擊試驗(yàn)時(shí)其勢能的差值，為試驗(yàn)機(jī)直接測定的值。吸收能量 K對摩擦校正后，擺錘沖擊試驗(yàn)儀破壞試樣所需要的能量。注：用字母V和U表示缺口幾何形狀，即KV或KU。用下標(biāo)數(shù)字2或8表示擺錘刀刃半徑，例如KV2。試樣根據(jù)試樣在試驗(yàn)機(jī)支座上的試驗(yàn)位置，使用下列的術(shù)語（見圖1）：高度h開缺口面與其相對面之間的距離。寬度w與缺口軸線平行且垂直于高度方向的尺寸。3.2.3 長度l與缺口方向垂直的最大尺寸。4 符號和縮略語本標(biāo)準(zhǔn)使用的符號見表1和表2及圖2。表1 符號、名稱及單位5 原理將規(guī)定幾何形狀的缺口試樣置于試驗(yàn)機(jī)兩支座之間，缺口背向打擊面放置，使

3、用第6、7和8章的條件，用擺錘一次打斷試樣，測定試樣的吸收能量。由于大多數(shù)材料沖擊值隨溫度變化，因此試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定溫度下進(jìn)行。當(dāng)不在室溫下試驗(yàn)時(shí)，試樣必須在規(guī)定條件下加熱或冷卻，以保持規(guī)定的溫度。6試樣6.1 一般要求標(biāo)準(zhǔn)尺寸沖擊試樣長度為55 mm，橫截面為10 mm×10 mm方形截面。在試樣長度中間有V型或U型缺口，分別見和規(guī)定。如試料不夠制備標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣，可使用寬度7.5 mm、5 mm或2.5 mm的小尺寸試樣（見圖2和表2）。注：對于低能量的沖擊試驗(yàn)，因?yàn)閿[錘要吸收額外能量，因此墊片的使用非常重要。對于高能量的沖擊試驗(yàn)并不十分重要。應(yīng)在支座上放置適當(dāng)厚度的墊片，以使試樣打擊

4、中心的高度為5 mm（相當(dāng)于寬度10 mm標(biāo)準(zhǔn)試樣打擊中心的高度）。試樣表而粗糙度Ra應(yīng)優(yōu)于5m，端部除外。對于需熱處理的試驗(yàn)材料，應(yīng)在最后精加工前進(jìn)行熱處理，除非已知兩者順序改變不導(dǎo)致性能的差別。缺口幾何形狀對缺口的制備應(yīng)仔細(xì)，以保證缺口根部處沒有影響吸收能的加工痕跡。缺口對稱面應(yīng)垂直于試樣縱向軸線（見圖2）。6.2.1 V型缺口 V型缺口應(yīng)有45o夾角，其深度為2 mm，底部曲率半徑為0.25 mm 見圖2a）和表2。6.2.2 U型缺口 U型缺口深度應(yīng)為2 mm或5 mm（除非另有規(guī)定），底部曲率半徑為1 mm 見圖2b）和表2。試樣尺寸及偏差規(guī)定的試樣及缺口尺寸與偏差在圖2和表2中示出

5、。試樣的制備試樣制備過程應(yīng)使由于過熱或冷加工硬化等過程而改變材料沖擊性能的影響減至最小。試樣的標(biāo)記試樣標(biāo)記不應(yīng)標(biāo)在與支座、砧座或擺錘刀刃接觸的面上，并避免塑性變形和表面不連續(xù)性對沖擊吸收能量的影響（見）。7試驗(yàn)設(shè)備7.1 一般要求所有測量儀器均應(yīng)溯源至國家或國際標(biāo)準(zhǔn)。這些儀器應(yīng)在合適的周期內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)。安裝及檢驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)應(yīng)按ISO 148-2進(jìn)行安裝及檢驗(yàn)。擺錘刀刃擺錘刀刃半徑應(yīng)為2 mm和8 mm兩種。建議用符號的下標(biāo)數(shù)字表示，如KV2或KV8。擺錘刀刃半徑的選擇應(yīng)參考相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。注：對于低能量的沖擊試驗(yàn)，一些材料用2 mm和8 mm擺錘刀刃試驗(yàn)測定的結(jié)果有明顯不同，2 mm擺錘刀刃的結(jié)果可能

6、高于8 mm擺錘刀刃的結(jié)果。8試驗(yàn)程序8.1 一般要求試樣應(yīng)緊貼試驗(yàn)機(jī)砧座，錘刃沿缺口對稱面打擊試樣缺口的背面，試樣缺口對稱面偏離兩砧座間的中點(diǎn)應(yīng)不大于0.5 mm（見圖1）。試驗(yàn)溫度8.2.1 對于試驗(yàn)溫度有規(guī)定的，應(yīng)在規(guī)定溫度±2范圍內(nèi)進(jìn)行。如果沒有規(guī)定，室溫沖擊試驗(yàn)應(yīng)在23±5范圍進(jìn)行。8.2.2 當(dāng)使用液休介質(zhì)冷卻試樣時(shí)，試樣應(yīng)放置于一容器中的網(wǎng)柵上，網(wǎng)柵至少高于容器底部25 mm，液體浸過試樣的高度至少25 mm，試樣距容器側(cè)壁至少10 mm。應(yīng)連續(xù)均勻攪拌介質(zhì)以使溫度均勻。測定介質(zhì)溫度的儀器推薦置于一組試樣中間處。介質(zhì)溫度應(yīng)在規(guī)定溫度±1以內(nèi)，保持至少

7、5 min。注：當(dāng)液體介質(zhì)接近其沸點(diǎn)時(shí)，從液體介質(zhì)中移出試樣至打擊的時(shí)間間隔中，介質(zhì)蒸發(fā)冷卻會(huì)明顯降低試樣溫度（見ASTM STP 10725）。使用氣態(tài)介質(zhì)進(jìn)行加熱或者冷卻的狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)，試樣應(yīng)放在一個(gè)腔室中，距離腔室壁50 mm以上。試樣間距離至少10 mm。介質(zhì)應(yīng)保持流通，以任何方便的形式使其達(dá)到規(guī)定的溫度。測定介質(zhì)溫度的儀器推薦置于一組試樣中間處。介質(zhì)溫度應(yīng)在規(guī)定溫度±1以內(nèi)，保持至少30 min。試樣的轉(zhuǎn)移當(dāng)試驗(yàn)不在室溫進(jìn)行時(shí)，試樣從高溫或低溫裝置中移出至打斷的時(shí)間應(yīng)不大于5 s。轉(zhuǎn)移裝置的設(shè)計(jì)和使用應(yīng)能使試樣溫度保持在允許的溫度范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)移裝置與試樣接觸部分應(yīng)與試樣一起加熱

8、或冷卻。應(yīng)采取措施確保試樣對中裝置不引起低能量高強(qiáng)度試樣斷裂后回彈到擺錘上而引起不正確的能量偏高指示。已表明，試樣端部和對中裝置的間隙或定位部件的間隙應(yīng)大于13 mm，否則，在斷裂過程中，試樣端部可能回彈至擺錘上。注：類似于附錄A示出的V型缺口自動(dòng)對中夾鉗一般用于將試樣從控溫介質(zhì)中移至適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)位置。此類夾鉗消除了由于斷樣和固定的對中裝置之間相互影響帶來的潛在問題。試驗(yàn)機(jī)能力范圍試樣吸收能量K不應(yīng)超過實(shí)際初始勢能K的80%，如果試樣吸收能超過此值，在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)報(bào)告為近似值并注明超過試驗(yàn)機(jī)能力的80%。注：理想的沖擊試驗(yàn)應(yīng)在恒定的沖擊速度下進(jìn)行。在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)中，沖擊速度隨斷裂進(jìn)程降低，對于

9、沖擊吸收能量接近擺錘打擊能力的試樣，打擊期間擺錘速度已下降至不再能準(zhǔn)確獲得沖擊能量。不完全斷裂如果試樣試驗(yàn)后沒有完全斷裂，可以報(bào)出沖擊吸收能量，或與完全斷裂試樣結(jié)果平均后報(bào)出。試樣卡錘如果試樣卡在試驗(yàn)機(jī)上，試驗(yàn)結(jié)果無效，應(yīng)徹底檢查試驗(yàn)機(jī)，否則試驗(yàn)機(jī)的損傷會(huì)影響測量的準(zhǔn)確性。斷口檢查如斷裂后檢查顯示出試樣標(biāo)識是在明顯的變形部位，試驗(yàn)結(jié)果可能不代表材料的性能，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。9試驗(yàn)報(bào)告9.1 主要內(nèi)容試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：a) 引用本標(biāo)準(zhǔn)，即ISO 148-1：2009；b) 試樣相關(guān)資料（例如鋼種、澆鑄號等）；c) 缺口類型；d) 與標(biāo)準(zhǔn)尺寸不同的試樣尺寸；e) 試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)溫度；f) 吸

10、收能量KV2、KV8、KU2、KU8；g) 可能影響試驗(yàn)的異常情況。9.2 選擇性內(nèi)容除規(guī)定內(nèi)容之外，可選擇性的附加以下信息：a) 試樣的取向（見ISO 3785）；b)試驗(yàn)機(jī)的標(biāo)稱能量，J；c) 側(cè)膨脹(見附錄B)；d) 斷口形貌與剪切斷面率(見附錄C)；e) 吸收能量一溫度曲線（見附錄D中D1）；f)轉(zhuǎn)變溫度，判定標(biāo)準(zhǔn)（見附錄D中D2）；g) 試驗(yàn)中沒有完全斷裂試樣的數(shù)目；h) 測量不確定度（見附錄E）。符號1 鐵砧 2 標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣 3 試樣支架 4 罩H試樣高度 l 試樣長度 w試樣寬度 a 打擊中心 b 擺錘擺動(dòng)方向圖1 試樣與擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)支座及砧座相對位置示意圖 a）V-型缺口

11、b）U型缺口注：符號l、h、w和數(shù)字15的尺寸見表2。圖2 夏比沖擊試樣表2 試樣的尺寸與偏差附錄A（資料性附錄）對中夾鉗圖所示的夾鉗一般用于從介質(zhì)中取出試樣放置于試驗(yàn)機(jī)上。圖A.1 V型缺口夏比沖擊試樣對中夾鉗附錄B（資料性附錄）側(cè)膨脹值B1 一般要求用根部開缺口的夏比試樣測量材料抵抗三軸應(yīng)力斷裂的能力要考慮此位置產(chǎn)生的變形量。此處的變形是壓縮變形。由于測量變形較困難，即使斷裂以后也是如此，因此用斷面相對側(cè)的膨脹量代表壓縮量。B2 測定方法測量側(cè)膨脹值的方法要考慮到試樣斷面上兩側(cè)最大膨脹值，一半試樣可能包括兩側(cè)最大膨脹量，也可能出現(xiàn)在一側(cè)，或者均在另一半試樣斷面上。測量技術(shù)要保證測出的側(cè)膨脹

12、值是兩個(gè)斷面兩側(cè)最大膨脹量之和。為此，在測量兩半試樣斷面的膨脹量時(shí)要以試樣原尺寸為準(zhǔn)，見圖B1?？刹捎妙愃朴趫DB2示出的儀器、游標(biāo)卡尺或圖像分析儀測量兩半試樣的膨脹量。首先檢查試樣側(cè)邊是否出現(xiàn)毛刺，如果有毛刺要用毛刷或砂布去除。當(dāng)磨毛刺時(shí)不應(yīng)磨掉試樣斷面?zhèn)让娴耐怀霾糠?，然后放置兩半斷樣使其原始?cè)面對齊，分別以原始側(cè)面為基礎(chǔ)測量兩半斷樣(圖B1中的X和Y)，兩側(cè)的突出量，取兩側(cè)最大值。例如A，如果A1>A2，且A3=A4時(shí)，LE=A1+（A3或A4），如果A1>A2，A3>A4，則LE=A1+A3。如果試樣側(cè)面上出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)突出部分由于與試驗(yàn)機(jī)砧座接觸或測量安裝時(shí)已被損壞，則

13、不能測量并需在報(bào)告中注明。側(cè)膨脹值要測量各個(gè)試樣。兩個(gè)半邊標(biāo)記為1和2。圖夏比沖擊V型試樣斷后兩截試樣的側(cè)膨脹值A(chǔ)1、A2、A3、A4和原始寬度w圖B.2 測量夏比沖擊試樣側(cè)膨脹值用的裝置附錄C（資料性附錄）斷口形貌C1 概述夏比沖擊試樣的斷口表面常用剪切斷面率評定。剪切斷面率越高，材料韌性越好。大多數(shù)夏比沖擊試樣的斷口形貌為剪切和解理斷裂的混合狀態(tài)。由于對斷口評定帶有很高的主觀性，因此建議不作為技術(shù)規(guī)范使用。注：剪切斷口常稱為纖維斷口，解理斷口或晶狀斷口往往針對剪切斷口反向評定，即0%剪切斷口就是100%解理斷口。C2 測定方法通常使用以下方法測定剪切斷面率： a) 測量斷口解理斷裂部分（即

14、“閃亮”部分）的長度和寬度，如圖C1，按表C1計(jì)算剪切斷面率； b) 使用圖C2所示的標(biāo)準(zhǔn)斷口形貌圖與試樣斷口的形貌進(jìn)行比較； c) 將斷口放大，并與預(yù)先制好的對比圖進(jìn)行比較，或用求積儀測量剪切斷面率（用100%減去解理斷面率）； d) 斷口拍成放大照片用求積儀測量剪切斷面率（100%減去解理斷面率）；e) 用圖像分析技術(shù)測量剪切斷面率。1剪切面積；2缺口；3解理面積。注1：測量A和B的平均尺寸應(yīng)精確至0.5 mm。注2：用表C1確定剪切斷面率。圖C.1 剪切斷面率百分比的尺寸a）斷口形貌和剪切斷面率對照b）估計(jì)斷口形貌用指南圖C.2 斷口外觀附錄 D（資料性附錄）沖擊吸收能量一溫度曲線和轉(zhuǎn)變溫度D1 沖擊吸收能量與溫度曲線沖擊吸收能量一溫度曲線（KV/T曲線）表明，對于給定形狀的試樣，沖擊吸收能量是試驗(yàn)溫度的函數(shù)，如圖D1所示。通常曲線是通過擬合單獨(dú)的試驗(yàn)點(diǎn)得到的。曲線的形狀和試驗(yàn)結(jié)果的分散程度依賴于材料、試樣形狀和沖擊速度。出現(xiàn)轉(zhuǎn)變區(qū)的曲線，具有上平臺(tái)(1)、轉(zhuǎn)變區(qū)(2)和下平臺(tái)(3)。T溫度； KV吸收能量； 1上平臺(tái)區(qū)；2轉(zhuǎn)變區(qū)； 3下平臺(tái)區(qū)。圖D1沖擊