鋼低溫沖擊試驗(夏比 Charpy 低溫沖擊,GB/T 229?2020)
測定鋼材在指定低溫下的沖擊吸收功 Akv(V缺口,工程Zui常用),評價鋼材低溫韌性、抗脆斷能力,找到韌脆轉(zhuǎn)變溫度;用于壓力容器、管線、鋼結(jié)構(gòu)、焊接接頭(母材 / 焊縫 /熱影響區(qū))驗收,防止低溫脆性斷裂。
鋼牌號后綴含義:B(+20℃)、C(0℃)、D(-20℃)、E(-40℃),如 Q355D 要求 - 20℃沖擊。
夏比簡支梁擺錘沖擊:擺錘從預(yù)定高度落下,一次性沖斷帶缺口試樣;擺錘沖擊前后勢能差 = 試樣斷裂吸收的能量(單位 J)。
Akv:V 型缺口沖擊吸收功(Zui常用)
KU:U 型缺口沖擊吸收功
低溫下體心立方鋼(碳鋼、低合金鋼)沖擊功顯著下降,發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變;奧氏體不銹鋼一般無明顯冷脆抖音。
國標(biāo):GB/T 229?2020《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法》(含低溫);儀器化示波沖擊:GB/T 19748
美標(biāo):ASTM E23
尺寸:
低溫材料沖擊試驗(金屬主流:夏比 Charpy 低溫沖擊)
測定材料在低溫下的沖擊吸收能量 Kv(V 缺口)/Ku(U 缺口),評價低溫缺口韌性;通過多溫度點試驗繪制沖擊功 -溫度曲線,確定韌脆轉(zhuǎn)變溫度 DBTT,判斷材料低溫脆性,用于壓力容器、管道、儲罐、LNG /液氫設(shè)備、工程機械低溫選材與焊接接頭評定。
核心原理:擺錘從固定高度落下沖擊簡支梁缺口試樣,擺錘損失的動能即為試樣斷裂吸收能量;低溫下很多體心立方金屬(碳鋼、低合金鋼)會由韌性斷裂轉(zhuǎn)為脆性解理斷裂,沖擊功急劇下降。
GB/T 229?2020《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法》(國內(nèi)金屬通用,含低溫)全國標(biāo)準(zhǔn)信...
ASTM E23?24《金屬缺口試樣沖擊試驗》(美標(biāo),夏比 / 艾氏 Izod)
ISO 148?1:2022《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗》
橡膠 / 塑料低溫沖擊:GB/T 15256(橡膠低溫脆性)、GB/T 1043(簡支梁沖擊低溫版)
標(biāo)準(zhǔn)試樣:55×10×10 mm,中間 V 缺口:缺口深度 2 mm,根部半徑 0.25 mm;
也可使用小尺寸試樣:7.5×10、5×10、2.5×10(厚度減薄,適用于薄板);U 型缺口較少現(xiàn)在用。
試樣加工精度、缺口粗糙度、取樣方向(軋制方向 / 厚度方向)對結(jié)果影響很大;焊縫沖擊要分別取母材、熱影響區(qū)HAZ、焊縫金屬試樣。
擺錘沖擊主機:300J/450J 為主,編碼器采集沖擊能量;
低溫制冷槽 / 低溫箱:
>-80℃:復(fù)疊制冷;
-80℃ ~ -196℃:液氮(LN?)浸泡 / 噴淋制冷;Zui低可達 77K(-196℃,液氫容器常用);
溫度傳感器、試樣保溫夾具、快速送樣機構(gòu):
關(guān)鍵點:保溫時間 + 轉(zhuǎn)移時間。試樣達到目標(biāo)溫度后,從低溫槽取出到?jīng)_擊完成必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時間內(nèi)(GB/T229要求≤5s),防止試樣回溫,造成數(shù)據(jù)偏高。
試樣測量、編號,檢查缺口;
放入低溫介質(zhì)保溫,足夠均溫時間(按試樣厚度);
快速取出、放置在沖擊支座上;
釋放擺錘沖擊試樣;
記錄沖擊吸收能量;觀察斷口:剪切面占比(SA%)、側(cè)向膨脹量;
同一溫度一般3 根平行試樣;測韌脆轉(zhuǎn)變曲線需設(shè)置多個溫度點(如 20、0、-20、-40、-60、-80、-100℃)。
沖擊吸收能量 Kv/J:核心指標(biāo),工程上規(guī)定Zui低沖擊功限值;
剪切面積百分比 SA%:斷口上韌性韌窩區(qū)域占比; 剪切 = 韌性;0%= 全解理脆性;
側(cè)向膨脹量:試樣沖擊后缺口背面鼓脹變形量,低溫脆性越高,膨脹越小;
韌脆轉(zhuǎn)變溫度 DBTT:有三種定義方式:
沖擊功下降到某固定值對應(yīng)的溫度;
剪切面積 50% 對應(yīng)的溫度(FATT50,工程Zui常用);
側(cè)向膨脹量降到規(guī)定值的溫度。
回溫誤差:轉(zhuǎn)移超時是低溫沖擊Zui常見的系統(tǒng)誤差;液氮槽試驗,夏天環(huán)境溫度高時尤其明顯;
結(jié)冰:試樣表面結(jié)霜 / 冰,會改變?nèi)笨趹?yīng)力狀態(tài),必須擦干;
缺口質(zhì)量:缺口根部毛刺、加工劃痕會顯著降低沖擊功;
材料差異:面心立方金屬(奧氏體不銹鋼、鋁、銅)一般無明顯韌脆轉(zhuǎn)變,低溫韌性較好;碳鋼、低合金鋼、鐵素體鋼低溫脆性顯著;
溫度介質(zhì):不可直接用干冰 + 酒精混合物長期做 - 80℃以下;不同冷卻介質(zhì)要校準(zhǔn)試樣真實溫度,不能只看浴溫。
LNG 儲罐、低溫壓力容器、極地工程機械、液氫 / 液氧航天構(gòu)件、低溫管道、海工鋼結(jié)構(gòu)、焊接工藝評定、材料進廠復(fù)驗
10 mm × 10 mm × 55 mm
V 缺口:45°,根部半徑 0.25 mm,缺口深度 2 mm
取樣方向:縱向 L / 橫向 T(板材要注明軋制方向)
薄板可采用 7.5mm、5mm 小尺寸試樣,結(jié)果要換算 / 注明
每組3 根試樣,取平均值作為驗收結(jié)果永年區(qū)人民...
冷卻方式:低溫槽,常用無水乙醇 + 液氮控溫;溫度精度 ±2℃
保溫:試樣在目標(biāo)溫度保溫足夠時間(一般≥5 min,保證芯部達到設(shè)定溫度)
轉(zhuǎn)移時間(關(guān)鍵):試樣從低溫槽取出到被擺錘打斷,≤5 s,防止升溫,數(shù)據(jù)失效《理化檢驗...
試驗溫度:常見 0℃、-20℃、-40℃、-60℃、-80℃;做韌脆轉(zhuǎn)變曲線需多個溫度點測試
沖擊吸收功 Akv(J):驗收核心指標(biāo);Akv 越高,低溫韌性越好
剪切斷面率(% SA):斷口上剪切韌窩面積占比;脆性斷口為解理面,SA 低
側(cè)膨脹值:試樣斷口兩側(cè)塑性膨脹量,輔助表征韌性
缺口加工質(zhì)量:缺口根部微小劃痕會大幅降低沖擊功
取樣位置與方向:板材橫向沖擊通常低于縱向;焊縫沖擊要區(qū)分 WM、HAZ
冷卻保溫、轉(zhuǎn)移超時
晶粒、夾雜、偏析、熱處理狀態(tài)
試樣尺寸效應(yīng)(小試樣沖擊功偏低)
壓力容器、壓力管道、橋梁、風(fēng)電、海洋平臺、低溫儲罐、嚴(yán)寒地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)、焊接工藝評定 WPS/PQR。
? 沖擊韌性≠強度;沖擊是動態(tài)缺口韌性,靜態(tài)拉伸不能替代
? 不能用 D 級材料代替 E 級;更高低溫等級可以向下替代
? 奧氏體不銹鋼≠juedui不怕低溫,極低溫下也會變脆
低溫材料沖擊試驗(金屬主流:夏比 Charpy 低溫沖擊)
ASTM E23?24《金屬缺口試樣沖擊試驗》(美標(biāo),夏比 / 艾氏 Izod)
ISO 148?1:2022《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗》
標(biāo)準(zhǔn)試樣:55×10×10 mm,中間 V 缺口:缺口深度 2 mm,根部半徑 0.25 mm;
擺錘沖擊主機:300J/450J 為主,編碼器采集沖擊能量;
低溫制冷槽 / 低溫箱:
>-80℃:復(fù)疊制冷;
溫度傳感器、試樣保溫夾具、快速送樣機構(gòu):
試樣測量、編號,檢查缺口;
放入低溫介質(zhì)保溫,足夠均溫時間(按試樣厚度);
快速取出、放置在沖擊支座上;
釋放擺錘沖擊試樣;
記錄沖擊吸收能量;觀察斷口:剪切面占比(SA%)、側(cè)向膨脹量;
沖擊吸收能量 Kv/J:核心指標(biāo),工程上規(guī)定Zui低沖擊功限值;
剪切面積百分比 SA%:斷口上韌性韌窩區(qū)域占比; 剪切 = 韌性;0%= 全解理脆性;
側(cè)向膨脹量:試樣沖擊后缺口背面鼓脹變形量,低溫脆性越高,膨脹越??;
韌脆轉(zhuǎn)變溫度 DBTT:有三種定義方式:
沖擊功下降到某固定值對應(yīng)的溫度;
剪切面積 50% 對應(yīng)的溫度(FATT50,工程Zui常用);
側(cè)向膨脹量降到規(guī)定值的溫度。
回溫誤差:轉(zhuǎn)移超時是低溫沖擊Zui常見的系統(tǒng)誤差;液氮槽試驗,夏天環(huán)境溫度高時尤其明顯;
結(jié)冰:試樣表面結(jié)霜 / 冰,會改變?nèi)笨趹?yīng)力狀態(tài),必須擦干;
缺口質(zhì)量:缺口根部毛刺、加工劃痕會顯著降低沖擊功;
金屬檢測,高分子材料,國軍標(biāo)測試、gjb150可靠性檢測、檢測環(huán)境可靠性測試、汽車電子產(chǎn)品檢測
許可項目:檢驗檢測服務(wù)(依法須經(jīng)批準(zhǔn)的項目,經(jīng)相關(guān)部門批準(zhǔn)后方可開展經(jīng)營活動,具體經(jīng)營項目以相關(guān)部門批準(zhǔn)文件或許可證件為準(zhǔn))一般項目:計量技術(shù)服務(wù);技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、技術(shù)交流、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)推廣(除許可業(yè)務(wù)外,可自主依法經(jīng)營法律法規(guī)非禁止或限制的項目)
安徽萬博檢測從事第三方公正檢測、咨詢服務(wù)。公司擁有的檢測技術(shù)團隊與經(jīng)驗豐富高素質(zhì)的實驗室管理人員。萬博檢測已建設(shè)成為一個集環(huán)境可靠性試驗、材料性能測試、電磁兼容(EMC)、安規(guī)測試、化學(xué)分析、理化檢測為一體的大型綜合性檢測服務(wù)機構(gòu)。服務(wù)能力覆蓋軍用/民用、電子電器、汽車、材料、航空航天、通用設(shè)備、船舶、機械、醫(yī)療器械、紡織玩具、橡膠塑料、運輸包裝等應(yīng)用領(lǐng)域,現(xiàn)有規(guī)模.測試能力和水平處于行內(nèi)檢測機構(gòu)的高水平,萬博檢測嚴(yán)格依據(jù)ISO/IEC...