金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定-文档资料

金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定

： An analysis of the sources of uncertainty of the impact energy of the high strength low alloy structural steel has been studied by measuring the impact energy of the high strength low alloy structural steel. Then assess the uncertainty by using the experimental results and other related information.

0 引言

测量是通过实验合理地赋予某量一个或多个量值的过程。测量的过程中，因为测量人员、测量方法、测量程序、测量所使用的仪器设备、测量的环境条件等的不同会产生测量误差，所得的被测量值具有分散性。测量不确定度是表征赋予被测量之值分散性的非负参数，是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。是与测量结果相联系的参数，用于表示测量结果的可信性。通过测量不确定度可以了解到被测量的值在什么范围内，是定量说明测量结果的质量的一个参数，不确定度越小，表示测量结果的可信度越高。不确定度的评定在我国的应用越来越来广泛，在我国国家标准GB/T 27025-2008中明确规定了校准试验室或进行自校准的检测实验室，对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用测量不确定度的程序。测量不确定度是评价检验机构检验能力和检验水平的科学性的指标。

1993年由国际标准化组织（ISO）计量技术顾问组第三工作组（ISO/TAG4/WG3）起草并发布了《测量不确定度表示指南》（Guide to the expression of uncertainty in measurement 以下简称GUM），GUM采用当时国际通行的观点和方法，使涉及测量的技术领域和部门，可以用统一的准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较。JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》标准中所规定的评定与表示测量不确定度的通用方法适用于各种准确度等级的测量领域，为测量结果的比较提供了国际上公认一致的依据。

1 试验方法概述

按GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》标准规定的要求，测量厚度为20mm的牌号为Q345B的低合金高强度结构钢钢板的冲击吸收能量。分析测量冲击吸收能量的不确定度的来源，评定测量结果的不确定度。

①测量依据：GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》。②试验环境要求：GB/T 1591-2008标准规定试验温度为：20±2℃。③测量仪器：经市级计量所检定合格的JB-300B 半自动冲击试验机，其准确度满足国家相应的检定规程的规定，选用小摆锤（量程为0～150J）。④试样制备：试样的制备符合国家标准GB/T229-2007，试样为标准尺寸冲击试样，长度为

55±0.60mm。宽度为10±0.11mm。高度为10±0.075mm。加工好的试样尺寸偏差应符合标准要求并经检查合格后才能进行试验。

⑤测量过程：本方法属于直接测量，冲击机直接显示试样的冲击吸收能量。在试验前应检查钳口支座，摆锤是否可靠坚固，以防止试验结果失准。试验前应检查摆锤空打时的回零差或空载能耗。试样应紧贴试验机砧座，锤刃沿缺口对称面打击试样缺口的背面，试样缺口对称面偏离两砧座间的中点高水平不大于0.5mm。

2 不确定度的主要来源和分析

测量不确定度的来源要根据实际情况进行具体分析。分析时除了定义的不确定度外，可从测量仪器、测量环境、测量人员、测量方法等方面全面考虑，特别要注意对测量结果影响较大的不确定度来源，应尽量做到不遗漏，不重复。

本试验在标准规定的条件下进行，不考虑温度效应所引起的不确定度分量，冲击吸收能量测量不确定度的主要来源有以下几个方面：①测量重复性引入的不确定度分量。该分量包含了冲击试验机测量重复性、样品的不均匀性的随机影响引起的不确定度；②冲击试验不同试验人员之间的误差；③回零差引起的不确定度；④冲击试验机的分辨率引起的不确定度。

3 测量模型的建立

本测量为直接测量，冲击试验机的读数即是测量结果，所以测量模型为：X=Xi。

4 测量不确定度的评定

4.1 A类标准不确定度评定在同一钢板上按照GB/T

229-2007标准的要求加工20件相同的标准试样，分成两组试样，

每组10件，由两人在同一台冲击试验机上在相同的试验条件下，采用相同的试验方法进行试验。每人连续测量10次，测得的两组冲击吸收功KV2数值见表1。

表1为在重复性条件下得出的10个观测结果，其平均值为：■■=■■x■=52.2 J

■■=■■x■=51.9 J

■=52.0 J

根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》标准规定的要求，不确定度最终报告的U根据需要取一位或两位有效数字。在相同计量单位下，被测量的估计值应修约到时其末位与不确定度的末位一致。为了在连续计算中避免修约误差导致不确定度而可以多保留一位数。观察值的实验标准偏差为：sx■=■=1.23J

sx■=■=1.13J

两组数据的合并实验室标准偏差为：

sx■=■=1.18 J

测量结果的A类标准不确定度为：

u■=s■=■=0.26 J

4.2 B类标准不确定度评定冲击吸收能量的B类标准不确定度的来源有摆锤空击时功的读数的指针的回零差和冲击试验

机的分辨率。

4.2.1 回零差引起的标准不确定度的评定

在JB-300B冲击试验机的合格证中，选用小摆锤（量程为0～150J）时的回零差为±0.15J。

回零差引入的标准不确定度为：

ux■=■=■=0.09

4.2.2 冲击试验机的分辨率引起的标准不确定度的评定

冲击试验机的分辨率为：1J，

区间半宽α=0.5J，

设可能值在区间内为均匀分布，查JJF 1059.1-2012中表3得：k=■

u（x）=■=■=0.29J

4.3 合成标准不确定度评定因为测量重复性引入的不确定度分量与冲击机的回零差引入的不确定度分量是相互独立的，所以合成不确定度为：

u■（x）=x■

=52.1×■=0.40 J

4.4 扩展不确定度评定在该检测中，包含因子取k=2，置信水平约为0.9545，扩展不确定度为：

U（x）=kuc（x）=2×0.40=0.80J

5 测量不确定度的报告

冲击吸收能量值X=52.0 J，扩展不确定度U=0.8J，k=2。

6 结束语

测量不确定度是对应于每个测量结果的，因此对不同参数、

不同测量范围的不同量值，应分别给出相应的测量不确定度。不确定度的评定不一定每次做试验都进行评定，在使用相同的检测人员、相同的检测设备、相同的检测条件以及相同的使用量程下，可以直接应用之前评定的不确定度。当上述条件中有条件发生变化时应重新评定测量不确定度。

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。据标准。实验环境要求在18-22℃之间，所选用的小摆锤量程在1- 150J之间，试样要求。长度在54.40mm-55.60mm之间，宽度在9.89mm- 10.11mm之间，高度在9.925mm-10.075mm之间，偏差必须在以上的数值之内。 测试前要检测监测设备的钳口和摆锤固定情况，并测试摆锤空打的空载能耗，保 证误差最小。此外，试验样品必须放置在试验机砧座和锤刃缺口正中间对称位置，紧贴放置，偏离中点的误差应小于0.5mm。否则实验结果将作无效处理。对于高 温类实验，例如温度不超过200的高温试验，试样材料应该受限提前在-2至2℃ 的液池中浸泡10分钟以上，而高于200摄氏度的试验要在-5到5摄氏度的液池 中浸泡20分钟以上。浸泡后到开始试验间隔不得超过2秒。 试验用标准设备必须遵循国家或者国际的标准，每过一定周期校准、进行检 查安装；摆锤的刀刃半径由于对低能量冲击试验有一定影响，因此分为2mm和 8mm两种摆锤进行不同的试验，具体参考相关的产品标准。 试验设备为数控式摆锤冲击试验机，量程为0-150J，分辨力是1J，冲击试样

夏比冲击试验试验不确定度评估报告

金属夏比缺口冲击试验不确定度评估报告 1概述 1.1参考文献 检测方法：GB/T 229-2007《金属夏比缺口冲击试验方法》 评定依据：JJF 1059-1999 《测量不确定度评定与表示》 1.2分析仪器 摆锤冲击试验机（深圳市新三思材料检测有限公司），校準證書給出的最大偏差為 0.34%；試樣尺寸由0~200mm的數顯卡尺測量，校準證書給出的最大偏差為 0.01mm。 1.3实验过程 試驗溫度為23℃，相對濕度為60%。 2建立数学模型 冲击吸收功由显示屏直接读出，冲击强度的数学模型为： y=x 式中: y ——被测试样冲击强度的检测结果，J x ——被测试样冲击吸收功的读出值，J； 3测量不确定度来源的分析 冲击试验测量不确定度评定来源因果图如下所示：

4 测量不确定度分量的评定 4.1 实验结果重复性所引入的不确定度分量u (a) 由于试样的不同材料材质的均匀性，每批甚至每个试样的加工、不同检测人员的操作甚至统一人员各次的操作、各个试验机的重复性等因素都在不同程度上存在着差异，因此，上述因素引起的试验重复性所引入的不确定度分量必须加以评定。这可对多个试样的操作重复测试所得到的多组观测列，通过统计得到标准差来进行评定（即采用A 类评定方法）。 A 的平均值：496.01 == ∑n A n A 标准偏差：0.0182J 1 ) (2 =--= ∑n A A s i 测试结果平均值的不确定度为： 00407.0472.4/0.0182)1(=== k s u 4. 2 试验机误差所引入的不确定度分量u(2) 实验室用于检测工作的冲击试验机，即工作试验机必须按照GB/T 3808-2002标准进行检定。在通过各个项目检验后，还必须使用标准试样进行间接检验，并达到标准的各项要求。 试验机（深圳市新三思材料检测有限公司），校準證書給出的最大偏差為0.34% u(2)=3/0034.0=0.00196 4.3标准试样的不确定度分量u(3) 根据GB/T 18658-2002标准，标准试样的允许误差s 当A ＜40J 时，s ≤±2J

金属夏比冲击试验

金属夏比冲击试验 工程中，还有许多机件是快速加载即冲击载荷及低温条件下工作的，如：汽车在凸凹不平的道路上行驶；飞机的起飞和降落；材料的压力加工等；其性能将与常温、静载的不同。金属材料在使用过程中除要求足够强度和塑性外，还要求有足够的韧性。 一.韧性的定义：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。 二.韧性的分类：分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性。 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）的试验方法。 缺口 冲击载荷使塑性变形得不到充分发展，更灵敏地反映材料的变脆倾向。 降低温度（脆断趋势） 三.夏比冲击试验的优缺点：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件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。 四.夏比冲击试验的主要用途： 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。

夏比冲击试验报告

夏比冲击试验报告 一、 实验目的 1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理 2. 掌握测定试样冲击性能的方法 二﹑实验内容 测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，并进行比较。 三﹑实验设备 3. 冲击试验机 4. 游标卡尺 图1-1冲击试验机结构图 四﹑试样的制备 若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用U 型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。 图1-2 冲击试样 五﹑实验原理 冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图1－2的B 处，将摆锤举至高度为H 的A 处自由落下， 冲断试样即可。 摆锤在A 处所具有的势能为： E=GH=GL(1-cos α) (1-1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为： E 1=Gh=GL(1-cos β)。 (1-2)

势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K : A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (1-3) 式中，G 为摆锤重力（N ）；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm ）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。 图1-3冲击试验原理图 六﹑实验步骤 1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。 2. 根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。 3. 安装试样。如图1－4所示。 图1-4冲击试验示意图 4. 进行试验。将摆锤举起到高度为H 处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起 到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。 5. 记录表盘上所示的冲击功A KU 值.取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。 6. 冲击试验要特别注意人身的安全。 七﹑实验结果处理 1.计算冲击韧性值αKU . αKU =0S A KU (J/cm 2) (1-4)

金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定-文档资料

金属材料夏比摆锤冲击试验不确定度的评定 ： An analysis of the sources of uncertainty of the impact energy of the high strength low alloy structural steel has been studied by measuring the impact energy of the high strength low alloy structural steel. Then assess the uncertainty by using the experimental results and other related information. 0 引言 测量是通过实验合理地赋予某量一个或多个量值的过程。测量的过程中，因为测量人员、测量方法、测量程序、测量所使用的仪器设备、测量的环境条件等的不同会产生测量误差，所得的被测量值具有分散性。测量不确定度是表征赋予被测量之值分散性的非负参数，是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。是与测量结果相联系的参数，用于表示测量结果的可信性。通过测量不确定度可以了解到被测量的值在什么范围内，是定量说明测量结果的质量的一个参数，不确定度越小，表示测量结果的可信度越高。不确定度的评定在我国的应用越来越来广泛，在我国国家标准GB/T 27025-2008中明确规定了校准试验室或进行自校准的检测实验室，对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用测量不确定度的程序。测量不确定度是评价检验机构检验能力和检验水平的科学性的指标。

1993年由国际标准化组织（ISO）计量技术顾问组第三工作组（ISO/TAG4/WG3）起草并发布了《测量不确定度表示指南》（Guide to the expression of uncertainty in measurement 以下简称GUM），GUM采用当时国际通行的观点和方法，使涉及测量的技术领域和部门，可以用统一的准则对测量结果及其质量进行评定、表示和比较。JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》标准中所规定的评定与表示测量不确定度的通用方法适用于各种准确度等级的测量领域，为测量结果的比较提供了国际上公认一致的依据。 1 试验方法概述 按GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》标准规定的要求，测量厚度为20mm的牌号为Q345B的低合金高强度结构钢钢板的冲击吸收能量。分析测量冲击吸收能量的不确定度的来源，评定测量结果的不确定度。 ①测量依据：GB/T 229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》。②试验环境要求：GB/T 1591-2008标准规定试验温度为：20±2℃。③测量仪器：经市级计量所检定合格的JB-300B 半自动冲击试验机，其准确度满足国家相应的检定规程的规定，选用小摆锤（量程为0～150J）。④试样制备：试样的制备符合国家标准GB/T229-2007，试样为标准尺寸冲击试样，长度为 55±0.60mm。宽度为10±0.11mm。高度为10±0.075mm。加工好的试样尺寸偏差应符合标准要求并经检查合格后才能进行试验。

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

摆锤式冲击试验机测量结果不确定度评定

摆锤式冲击试验机测量结果不确定度评定 摘要：此次不确定度评定对象包括150J、300J、450J、600J的冲击试验机。对于冲击试验机的校准方法分为“直接测量法”和“间接测量法”[]【1】。“直接测量法” 是通过摆锤力值、摆长、力矩、初始角计算出冲击能量，“间接测量法”则是用标 准冲击试样进行测试并直接得到冲击能量。本次不确定度评定是通过这些参数形 成的数据组再用贝塞尔公式【2】计算出各分量的标准偏差并合成标准不确定度。在“直接测量法”中摆锤力值、摆长、初始角这些参数的测量不确定度也能直观的 体现出来，文中对于整个评定过程有详细数据分析及相关计算。 关键词：冲击能量、力矩、初始角、不确定度 引言 在科学实验及各类生产活动中，所有的相关数据都需要测量，测量数据的准 确性要用不确定度来衡量，不确定度越小，数据越可靠，越大则准确性和可靠性 越低。而计量校准中的测量结果不确定度是决定计量标准装置的测量范围、精度 的最根本的参数。 随着科技水平的日益发展，国内外对于各类材料的要求也是越来越多样化， 在很多研发中心及材料实验室我们都能看到各式各样的冲击试验机，他们的测试 数据的准确性可靠性需要计量校准来溯源。本次不确定度评定针对大能量的金属 简支梁冲击试验机，涉及到的参数包括：冲击能量（J）、摆锤力值（N）、摆长（L）力矩（M）、初始角（α）、砧座尺寸这些参数展开。评定选取规格量程为150J、300J、450J、600J的冲击试验机，整个评定过程依据“JJF1059-1999《测量 不确定度评定与表示》”进行。 1、本次测量结果不确定评定中试验所需的条件如下： a、环境条件：温度（23±5）℃，温度波动不大于2℃/h【1】。 b、计量标准：

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。

金属材料夏比缺口冲击试验测定结果不确定度评定

金属材料夏比缺口冲击试验测定结果不 确定度评定 前言：测量不确定度用于描述测量结果的可疑程度。不确定越小，测量结果 越高。JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》是测量中评定与表示不确定 度的一种通用规则，适用于各种准确度等级的测量领域。为使冲击功检测结果更 可靠准确，本人对金属夏比冲击试验测量结果不确定度进行了以下评定。 1.实验条件被测量对象 1）测量方法GB/T 229—2007《金属夏比缺口冲击试验方法》 2）评定依据：JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》 3）试验条件：室温28℃ 4）使用仪器:JB30B吴忠摆锤式冲击试验机，冲击刀刃R=2mm 5）测量过程：按照GB/T 229—2007进行试验，标准试样冲击 值为28.6J,80.9J,127.0J和224 J每个能量组别使用5个试样，测量试样冲击功。 2.数学模型和输入量A类不确定度评定 2.1 试样重复测量引起的分量评定 1）标准试样进行试验冲击值水平为28.6J ,80.9J,127 J和224 J每个能量 组别使用5个试样，各得到一个测量值见表1. 2）每个能量组别使用5个试样，各得到一个测量值，实验标准偏差采用A 类方法进行评定，按照JJF1059—1999推荐的极差法进行计算。查表n=5时， c=2.33，实验标准差按式（1）计算，结果见表1.

= (1) 式中，R为极差（测量结果中的最大值与最小值之差），C为极差系数。平均值按公式(2)计算，计算结果见表1 (2) 表1 测量结果和标准偏差 标准偏 差 3）试样测量重复性所引起的标准不确定度分量的评定

根据GB/T 229—2007，对每个能量水平都采用了3次测量的平均值来报测量结果，按均匀分布，根据JJF 1059—1999要求，其标准不确定度按公式（3）计算，计算结果见表（2）。 表2 试样测量重复性引起的标准不确定度分项 2.2 标准试样检定的平均值的标准不确定项的评定 按照JJF 1059—1999推荐的方法，5个标准冲击式样检定平均值不确定度按公式（4）计算计算结果见表3 表3—标准试样检定时平均值的标准不确定度分项 3.数学模型和输入量B类不确定度的评定

夏比冲击试验报告

夏比冲击试验报告 夏比冲击试验报告 一、实验目的 1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理 2. 掌握测定试样冲击性能的方法 二p实验内容 测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，并进行比较。 三p实验设备 3. 冲击试验机 4. 游标卡尺 图1-1冲击试验机结构图 四p试样的制备 若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用U型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状p尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑p无与缺口轴线平行的明显划痕。 图1-2 冲击试样 五p实验原理 冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图1－2的B处，将摆锤举至高度为H的A处自由落下， 冲断试样即可。 摆锤在A处所具有的势能为： E=GH=GL(1-cosα) (1-1) 冲断试样后，摆锤在C处所具有的势能为：

E1=Gh=GL(1-cosβ)。(1-2) 势能之差E-E1,即为冲断试样所消耗的冲击功AK: AK=E-E1=GL(cosβ-cosα) (1-3) 式中，G为摆锤重力（N）；L为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。 图1-3冲击试验原理图 六p实验步骤 1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。 2. 根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。 3. 安装试样。如图1－4所示。 图1-4冲击试验示意图 4. 进行试验。将摆锤举起到高度为H处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起 到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。 5. 记录表盘上所示的冲击功AKU值.取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。 6. 冲击试验要特别注意人身的安全。 七p实验结果处理 1.计算冲击韧性值αKU. AKU αKU =S02 (J/cm) (1-4) 式中,AKU为U型缺口试样的冲击吸收功(J); S0为试样缺口处断面面积(cm2)。 冲击韧性值αKU是反映材料抵抗冲击载荷的综合性能指标，它随着试样的绝对尺寸p缺口形状p试验温度等的变化而不同。 2.比较分析两种材料的抵抗冲击时所吸收的功。观察破坏断口形貌特征。 八p思考题

夏比冲击试验报告

夏比冲击试验报告 一、 实验目的 1. 掌握冲击试验机的结构及工作原理 2. 掌握测定试样冲击性能的方法 二﹑实验内容 测定低碳钢和铸铁两种材料的冲击韧度，观察破坏情况，并进行比较。 三﹑实验设备 3. 冲击试验机 4. 游标卡尺 图1-1冲击试验机结构图 四﹑试样的制备 若冲击试样的类型和尺寸不同，则得出的实验结果不能直接比较和换算。本次试验采用U 型缺口冲击试样。其尺寸及偏差应根据GB/T229-1994规定，见图1-2。加工缺口试样时，应严格控制其形状﹑尺寸精度以及表面粗糙度。试样缺口底部应光滑﹑无与缺口轴线平行的明显划痕。 图1-2 冲击试样 五﹑实验原理 冲击试验利用的是能量守恒原理，即冲击试样消耗的能量是摆锤试验前后的势能差。试验时，把试样放在图1－2的B 处，将摆锤举至高度为H 的A 处自由落下， 冲断试样即可。 摆锤在A 处所具有的势能为： E=GH=GL(1-cos α) (1-1) 冲断试样后，摆锤在C 处所具有的势能为： E 1=Gh=GL(1-cos β)。 (1-2)

势能之差E-E 1,即为冲断试样所消耗的冲击功A K : A K =E-E 1=GL(cos β-cos α) (1-3) 式中，G 为摆锤重力（N ）；L 为摆长（摆轴到摆锤重心的距离）（mm ）；α为冲断试样前摆锤扬起的最大角度；β为冲断试样后摆锤扬起的最大角度。 h L G H 图1-3冲击试验原理图 六﹑实验步骤 1. 测量试样的几何尺寸及缺口处的横截面尺寸。 2. 根据估计材料冲击韧性来选择试验机的摆锤和表盘。 3. 安装试样。如图1－4所示。 图1-4冲击试验示意图 4. 进行试验。将摆锤举起到高度为H 处并锁住，然后释放摆锤，冲断试样后，待摆锤扬起 到最大高度，再回落时，立即刹车，使摆锤停住。 5. 记录表盘上所示的冲击功A KU 值.取下试样，观察断口。试验完毕，将试验机复原。 6. 冲击试验要特别注意人身的安全。 七﹑实验结果处理 1.计算冲击韧性值αKU . αKU =0S A KU (J/cm 2) (1-4)

不确定度评定报告-冲击

金属材料夏比冲击试验（R8）测量结果 不确定度评定报告 1、目的 由于测量误差的存在，使得被测量的真值难以确定，只能得到一个被测量的近似量和一个用于表示近似度的误差范围，即测量不确定度。通过对测量结果不确定度的评估，以让客户了解测量结果是否符合特定需求，确定测量数据之可信及真实程度。 2、范围 适用于*******有限公司金属材料实验室中夏比冲击试验（R8）测量结果不确定度的评定。 3、方法 GB/T 229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 CSM01010205-2006 金属夏比冲击试验测量结果不确定度评定 CNAS-GL10:2006 材料理化检验测量不确定度评估指南及实例 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 4、测量过程 4.1试验设备及条件 摆锤冲击试验机（设备编号：WCAP-01-08，型号：ZBC 2752-3，冲击能量750J，生产厂商：深圳市新三思材料检测有限公司）， 环境温度20℃，相对温度：20%。 4.2 试样的测定 根据GB/T 229-2007，在规定环境条件下，选用29.6J，92.6J和202J三个能量级别各6个标准冲击样品进行冲击试验，试验机自动读出冲击能量值。 5、数字模型和输入量的标准不确定度评定 5.1测量不确定度的来源分析 主要来源：冲击试验结果重复性引入的不确定度分量μrel(x)，此分量包含了试样的不均匀性，人员操作、试样加工及试验条件差异等因素；工作试验机误差所引入的不确定度分量μrel(b)；标准冲击样品的标准不确定度分量μrel(CRM)；根据GB/T 229-2007和GB/T 8170-2008标准，对测量结果进行数值修约所引入的不确定度分量μrel（off)。 5.2建立数学模型 根据GB/T 229-2007标准，冲击能量的数学模型为： KV8 750=K μcrel（KV8 750)=√μrel2(x)+μrel2(b)+μrel2(CRM)+μrel2(off) 5.3不确定度分项的评定 5.3.1冲击试验结果重复性引入的不确定度分量μrel(x)

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

中文版 ISO 148-1-2009

ISO 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。 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。 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。 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2 mm，底部曲率半径为0.25 mm [见图2a）和表2]。 6.2.2 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]。 6.3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。 6.4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。 6.5试样的标记

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