•GB/T 229-2020為測定金屬材料在夏比沖擊試驗中吸收能量的方法。適用于室溫、高溫或低溫條件下夏比擺錘沖擊試驗,但不包括儀器化沖擊試驗方法,這部分內容參見(jiàn) GB/T19748。對室溫試驗，GB/T 229-2020的環(huán)境溫度要求為23±5℃
•ASTM E23-18標準規定了采用夏比試驗（簡(jiǎn)支梁）和艾氏試驗（懸臂梁）進(jìn)行的金屬材料缺口試樣沖擊試驗的方法。本試驗方法不適用于溫度在-196 ℃（77K）以下的沖擊試驗。對室溫試驗ASTM E23-18為20±5℃
•GB/T 229-2020的試驗結果參數為沖擊吸收能量，用K表示，后面用字母V、U、W來(lái)表示試樣的缺口類(lèi)型，最后用數字右下角標表示試驗所用的擺錘刀刃半徑(mm)，一般為2或8。
•ASTM E23-18基本不適用符號來(lái)表示參數，僅使用參數名稱(chēng)。
試驗原理
•本標準規定的試驗采用擺錘單次沖擊的方式使試樣破斷,試驗條件由第6章、第7章和第8章出。試樣的缺口有規定的幾何形狀并位于兩支座的中心、打擊中心的對面。測定參數包括吸收能量、側膨脹值和剪切斷面率等。由于很多材料的沖擊結果會(huì )隨溫度變化而變化,試驗應在給定溫度條件下進(jìn)行,當給定溫度不是室溫時(shí),試樣應在可控溫度下進(jìn)行加熱或冷卻。
意義和用途
•5.1本試驗方法反映了施加一次性載荷時(shí)由缺口、高速施加的載荷以及高溫或低溫情況下而產(chǎn)生的多軸向應力時(shí)金屬的特性。在與服役條件相關(guān)的情況下己經(jīng)發(fā)現，對于某些材料和某些溫度，缺口沖擊試樣的試驗結果預測脆性斷裂更為準確。有關(guān)該試驗的更多意義參見(jiàn)附錄Xl。
•Xl.l缺口特性
•XI.I.I研究表明，近幾十年，夏比V型缺口沖擊試驗（CVN）廣泛應用在鋼材產(chǎn)品的力學(xué)性能試驗中并形成了規范。與斷裂機理相關(guān)的參數可用的情況下，就有可能對在低實(shí)驗溫度和高載荷使用率條件下的疲勞裂紋試樣規定用來(lái)確保材料的彈性塑性或塑性特征的CVN 韌性值。
•XI.1.2大量非鐵素體材料和奧氏體鋼，面心立方金屬和合金的缺口特性，可以通過(guò)普通的抗拉性能來(lái)判斷。如果拉伸時(shí)是脆性的，當有缺口存在時(shí)也呈脆性，如果拉伸時(shí)是塑性的，那么有缺口的時(shí)候也是塑性的，除非是非常尖銳或深的缺口（較標準夏比V型缺口或艾氏試樣嚴重的多）。即使在低溫下，這些材料的特性也不會(huì )改變。相比之下，鐵素體鋼在有缺口的情況下，其特性不能通過(guò)拉伸試驗所顯示的特性進(jìn)行預測。為了研宄這些材料，夏比試驗和艾氏試驗就顯得非常有用。一些材料在拉伸試驗時(shí)顯現出正常的韌性，但是在進(jìn)行試驗或在存在缺口的情況下可能會(huì )發(fā)生脆性斷裂。缺口的狀態(tài)包括抑制那些與主應力力向相垂直的變形或多向應力以及應力集中。己經(jīng)證明，夏比試驗和艾氏試驗對于測定鋼的缺口脆性的敏感性是非常有用的，雖然這些方法不能直接用于評價(jià)其服役能力。
•XI.2缺口效應
•XI.2.1缺口導致了多向應力和在缺口底部的應力集中的復合，抑制垂直主應力方向的變形。較為尖銳的缺口狀態(tài)實(shí)際上并不希望，突然的脆性斷裂和*的脆性斷裂其有研究?jì)r(jià)值。某些金屬在非常低的溫度下仍然以塑性的方式變形，但其他的金屬則可能出現裂紋。這種特性上的不同可以通過(guò)考慮材料的結合強度（或其相互結合的性能）及其與屈服點(diǎn)的關(guān)系來(lái)解釋。在脆性斷裂的情況下，在發(fā)生較大的塑性變形以前，應力就超過(guò)了結合強度，因此其斷口呈現結晶狀。在發(fā)生塑性斷裂或剪切斷裂的情況下，最終斷裂時(shí)會(huì )有大量的變形產(chǎn)生，因而斷口呈現纖維狀而不是結晶狀。介于二者之間的情況，斷裂發(fā)生在中等變形之后，斷口呈現部分的纖維狀和部分結晶狀。
•XI.2.2當缺口試樣承受載荷時(shí)，通過(guò)缺口底部的垂直應力造成了初始斷裂。保持其不發(fā)生解理斷裂或相互結合在一起的特性就是“結合強度"。當垂直應力超過(guò)結合強度時(shí)，試樣就產(chǎn)生斷裂。當試樣沒(méi)有發(fā)生變形就發(fā)生斷裂，就稱(chēng)為脆性斷裂。
尺寸影響
XI.3.1增加試樣的寬度或厚度都會(huì )使試樣受變形的金屬的體積增加，當試樣斷裂的時(shí)候會(huì )因為這一因素的影響使吸收能量變大。然而，任何尺寸的增加，特別是厚度的增加，也將引起約束度的增加，而這將增加脆性斷裂的傾向，而這可能導致吸收能量的降低。標準v型缺口的試樣處在脆性斷裂的邊緣時(shí)更是如此，雙倍厚度試樣斷裂實(shí)際需要的吸收能量可能比一個(gè)標準厚度的試樣的吸收能量要小。
•XI.3.2在受材料尺寸限制而不能制備標準試樣時(shí)，例如當材料是6.35 mm厚度的鋼板時(shí)，采用的就是小尺寸試樣這樣的試樣（圖A3.1 )按圖1中的V型缺口試樣制備。
•XI.3.3不同尺寸或形狀的試樣獲得吸收能量數值一般不可換算，但經(jīng)過(guò)對給定材料和特定試樣專(zhuān)門(mén)研究后，為滿(mǎn)足技術(shù)條件使用，可以建立有限的關(guān)聯(lián)性。另一方面，在各種有關(guān)工藝變化相對影響的研究中，使用一些人為選擇的具有特定缺口的試樣時(shí)，在多數情況下都應在其適當的訂貨合同中注明。
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