GB T 19748-2005 钢材 夏比V型缺口摆锤冲击试验 仪器化试验方法.pdf

1、ICS 77.040.10 H 22 远望中华人民共和国国家标准G/T 19748-2005 钢材夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法2005-05-13发布Steel-Charpy V-notch pendulum impact test- Instrumented test method CISO 14556: 2000 , MOD) 2005-10-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局啦舍中国国家标准化管理委员会在叩060609000526 GBjT 19748-2005 目次yai唱EA守IA1AnruququpDRUEdni口AMAHdnU唱i定测及号符幽儿HU定移Hhy

2、位HE力同口能的示.展应块式扩对撑公纹和支的裂.计准率及设校面量的m断能刃m性成刀2韧形击径算纹理冲半计裂处U)件川川口器uu和川录录录录文u仪定附附附附用义及评告性性性性U引定理备骤果报料料料料性和原设步结金资资资资围范语号验验样验验HMKAXX范规术符试试试试试td录录录录前123456789四附附附附GB/T 19748-2005 前言本标准修改采用国际标准ISO14556 :2000(E)(钢材-夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法)(英文版)。本标准根据ISO14556: 2000重新起草。本标准结构和技术内容与ISO14556: 2000基本一致，根据我国情况做了如下修改z删去国

3、际标准的前言;一一本国际标准一词改为本标准气一一用小数点代替作为小数点的，;一一在规范性引用文件中，引用了与国际标准相对应的我国国家标准;一一本标准术语与国际标准(lSO14556: 2000 (E)比较有两处改动:一是原文F，:裂纹启裂力(crack initiation force) .改为z不稳定裂纹扩展起始力(crackinitiation force of unstable crack propagation) ;二是原文F.:裂纹终止力(crackarrest force).改为:不稳定裂纹扩展终止力(crack arrest force of unstable crack pro

4、pagation) ;对相应的位移S、S.及能量W，、W.也进行了修改;增加了附录D.把冲击功分解为裂纹形成能量和裂纹扩展能量;一一试验操作比国际标准规定详细。本标准附录A、附录B、附录C和附录D为资料性附录。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会归口。本标准起草单位z北京航空航天大学、钢铁研究总院、中船重工725所。本标准主要起草人z庸振延、李久林、张怪彦、叶宏德、白杰。I 1 范围钢材夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法GB/T 19748-2005 本标准规定了钢材夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法的原理、术语及定义、试样、试验设备及仪器、试验步骤、试验结果评

5、定和处理及试验报告。本标准适用于钢的夏比V型缺口试样。经协商，本标准也可用于其他金属材料和U型缺口试样的试验。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。凡是注日期的引用丈件，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，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法GB/T 3808 摆锤式冲击试验机的检验3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3. 1 力的特征值注s力的特征值用牛顿表示。3. 1. 1 屈服力general yiel

6、d force Fgy 力回位移曲线从直线上升部分向曲线上升部分增加转变点时的力。3. 1.2 最大力maximum force Fm 力4位移曲线上力的最大值。3. 1.3 不稳定裂纹扩展起始力initiation force of unstable crack propagation F,u 力-位移曲线急剧下降开始时的力。注:表示不稳定裂纹扩展的开始。3. 1.4 不稳定裂蚊扩展终止力crack arrest force of unstable crack propagation F. 力位移曲线急剧下降终止时的力。3.2 位移特征值注g位移特征值用米为单位表示。GB/T 19748一2

7、0053.2. 1 屈服位移general yield displacement 5gy 与屈服力相对应的位移。3.2.2 最大力时的位移displacement at maximum force 5m 与最大力相对应的位移。3.2.3 不稳定裂纹扩展起始位移5iu 3. 2.4 不稳定裂纹扩展吾3. 2.5 5, 力-位移曲=Wm 3.3.2 不稳定裂纹扩展Wiu 3. 3.3 不稳定裂纹扩展终止能量W , 3.3.4 总冲击能量total impact energy W, 力-位移曲线下，从5=0到5=5，的面积。4 符号本标准所用的符号、名称和单位见表1。2 GB/T 19748一200

8、5表1符号、名称和单位符号名称单位fz 输入频率Hz F力NFgy 屈服力N FIU 不稳定裂纹扩展起始力N Fa 不稳定裂纹扩展终止力N Fm :!il*fJ I N gn JPJj :1JQWlt - I mjs2 全法健在Ll洛间皮 大Ak/;WB/T?.O.IiI叩Jm 1 ， fj I - kg S I -J fli f:t 1 mm Sgy III 1 I ft!i_ _ (lBII 1 mm Siu I、JI小庸、E.iJJ丧扩跚, , mm S, I 小稳-到股弦田园n mm Sm ,.1, 茸茸灭I I mm 11mEE门mmto 庄a.试时样间开炮44时间t, I I I

9、1吕亏一画圈攫薯 s Vo m/ s V1m/ s W m I :!il:A l.!1fi!1fJ I I J wriu ， fJIJm fjg :!l 1 I I J 1币f，,. JL.， 1 I 1 J wr -.1( . .iu fjg :it IY - J 5 试验原理线下的面积为冲击吸收总能量。5.2 通过摆锤一次打断不同钢件或不同温度下测出的力-位移曲线，即使力-位移曲线下的面积或吸收能量相同，如果力-位移曲线的形状和特征值有所不同，那么试样变形及断裂性质也不同。以此可以推断出关于试样变形和断裂特性。注:力位移曲线不能用作结构强度计算。6 试验设备及仪器6. 1 试验机冲击试验机

10、应符合GB/T3808的规定，并能自动测定力-时间或力-位移曲线，测定的总冲击能量G/T 19748-2005 W，可与试验机指针指出的总吸收能量(Ak)进行比较。注1:仪器化方法测量的结果和刻度盘指示的结果是相近的，但数值有所不同。注2:如果两者之间的偏差超过士5J，应该做如下检查2a) 试验机的摩擦力;b) 测量系统的校准;。应用软件。6.2 力的测量系统6.2.1 所用仪器应能测定力-时间或力F位移曲线及计算冲断试样过程中力的特征值、位移特征值及能量特征值。6.2.2 由两个相同的应变片粘贴到冲击刀刃相对边上，并且与两个补偿应变片组成全桥电路。补偿应变片不应贴到试验机的任何受冲击或者震荡

11、作用的部位。注z也可使用能满足测量要求的其他力传感器。6.2.3 由力传感器、放大器及记录仪等组成的力测量系统，至少应有100kHz频率响应，对钢试样其信号上升时间t，应不大于3.5s。注1:对冲击力测量系统动态响应的评定，可以通过测量力-时间或力F位移曲线上第一个峰值对应的载荷值简化进行。经验表明，对于钢材V型缺口试样，当试样接触点到冲击刀刃上应变片中心距离为11mm -15 mm(见附录A)，且冲击速度为5m/s-5. 5 m/s时，如果第一个载荷峰值大于8kN，则认为测量系统的动态响应符合仪器化冲击试验要求。注2:经验证明z具有V型缺口的试样对各种钢材名义冲击力在10kN-40 kN之间

12、。6.2.4 建议力校准时，将力传感器装在锤头上形成部件进行。全部测量系统的静态线性为:力范围在10%50%之间时为满量程的土1%;力范围在50%100%之间时为满量程的:f:2%(见图1)。当力传感器单独校准时，在标称范围的10%100%之间为:f:1%。注z附录B中给出了半径为2mm冲击刀刃校准支撑块的示例。6.3 位移测量系统2 1. 5 汉、$1 :s 1 植根银l单0.5 。标准范围的记录值1%固1标准力范围内的记录值的允许误差100 6.3. 1 试样位移(试样与平台的相对位移)由力-时间曲线计算确定(见9.1. 3. 2) ，也可由位移传感器直接测定。位移传感器可采用光学式、感应

13、式或电容式位移传感器。6.3.2 位移传感器系统信息的特性应与力测量系统一致，以使二者记录系统同步。位移测量传感器测量上限为30mm，在1mm30 mm范围内测量误差为所测值的:f:2%。GB/T 19748-2005 6.3.3 可在不放试样条件下，择放摆锤进行位移系统的动态校准，冲击速度由公式(1)确定zVo = /2五百.( 1 ) 摆锤通过最低位移时所记录的速度信号对应速度为Vo。建议位移在omml mm之间时用测量时间确定冲击刀刃的冲击速度。这时，可用式(2)确定位移zs = Vo (t - to) ( 2 ) 6.4 记录装置动态信号的记录最好用数字存储器完成，试验结果可输出到x-

14、y绘图仪或打印机。为满足6.2.4及6.3.2条对数字测量和记录系统准确度的要求，至少有一个8位模拟数字转换器，其采样频率必须为250kHz(4s)以上。推荐采用12位模拟数字转换器，对于每个在8ms以上信号持续时间，需要有Z000个数据点的存储器。如果信号持续时间小于8ms，存储量可呈比例缩减。当用力-位移图测定数据时，高度100mm、宽度100mm以上的图形可以满足要求。7 试梓夏比缺口冲击试样应符合GB/T229规定。8 试验步骤按照GB/TZZ9进行试验，根据变形和状态特性图形测定及评定力，位移曲线。9 试验结果评定和处理9. 1 力-位移曲线的评定9. ,. 1 应考虑叠加在力-位移

15、信号上的振荡，如图2所示，通过振荡曲线的拟合再现屈服力等特征值。z 20 问16 12 8 4 。4 8 s/mm 固2力特征值的确定9. 1.2 按冲击曲线近似关系通常将力吨位移曲线分为A-F六种类型(见图3)。在最大力前不存在屈服(即几乎不存在塑性变形)且只产生不稳定裂纹扩展的为A型;在最大力前不存在屈服力，但有少量稳定裂纹扩展的为B型;在最大力前存在塑性变形，并有稳定和不稳定裂纹扩展，根据其稳定或不稳定裂纹扩展所占比例的大小分为C、D、E型;只产生稳定裂纹扩展的为F型。5 G/T 19748一20052 马句叫吨圳2组斗A4JA1h| l | : | l | | | | i 、比20 1

16、6 A I 1 /1 12 8 4 。S ;叫A1:逻匀吨IIII I 11.1，可川E Il件回tTt:tiB h吨C 9.2. 1 屈服力的测力-位移曲线上9.2.2 最大力的测定穿过振荡曲线的拟合9.2.3 不稳定裂纹扩展起拟合曲线与力-位移曲线在力重合，则Fiu= Fm(见图3的C型9.2.4 不稳定裂纹扩展终止力的测定|11h D r-4 2 Fm = Fiu 、20 16 12 8 4 5., 5m = 5;u坦55。|要24 1: 、20 16 民|、|，。o 2 4 6 8 10 s/ mm 8 10 s/ mm 所对应的力。如果该点与最大力-位移曲线急剧下降终止时与其后的力位

17、移拟合曲线的交点所对应的力(见图3B、D和E型力位移曲线)。对于图3中A、C型力-位移曲线F.=O。9.3 位移特征值的确定9.3. 1 按力特征值确定按9.1.2确定的力特征值所对应的横坐标确定位移特征值。当力-位移曲线与横坐标不相交时，用F=0.02Fm所对应的横坐标作为终点来计算总位移。9.3.2 按公式计算确定根据力传感器测出的力时间曲线与加速度成比例的关系，按式(3)计算试样的位移。6 G/T 19748一2005u ,d 、，/e J，、V o pt-E1JM一QU .( 3 ) 其中:VU)=Vo-irF(t)dt mj 0 .( 4 ) 9.4 冲击能量特征值的确定9. 4.1

18、 最大力时能量的测定9.4.2 不稳定裂纹扩展起始能力位移曲线下从5=09.4.3 不稳定裂纹扩展，力位移曲线下从9.4.4 总冲击能量目Ii力-位移曲线下9.4.5 裂纹形成理论上认为因此把冲击最大耗的能量称为10 试验报告的韧性断面率口性断面率的确、，/、，、EJ、，FLueJue g) 试验温度;h) 如果试样没有断裂而冲过总协时蛤阳时扩号，并应该注明没有完全断裂;i) 力、位移和能量的特征值，根据用户需要可给出相应曲线及断裂表面的韧性断面率;j) 试验日期、试验者、审核者等。7 GB/T 19748-2005 8 附录A(资料性附录)冲击刀刃的设计和对应的力位移曲线o 2 4 6 8

19、10 12 12 8 4 。Z ., 、 20 16 12 8 4 。IJ IMr 一4 8 .A. 伊飞 s/mm 12 s/mm ,._ 怀o 1. 6 3. 2 4. 8 6. 4 8 9. 6 s/mm 注z图中1为应变片。20 15 53 85 圄A.1冲击刀刃的设计和对应的力-位移曲线单位为毫米g 52 GB/T 19748-2005 附录(资料性附景)半径2mm校准支撑块示例B 单位为毫米表面粗糙度单位为微米Ra (= 55士0.1o 一)180 七0.02/一一NC.DUEH 9 半径2mm校准支撑块固B.1 注z洛氏硬度不低于56HRC。G/T 19748-2005 附录C(

20、资料性附录)计算韧性断面率的公式韧性断裂率的近似值可按式C.1或C.2、C.3、C.4计算:C1 = 1一生旦Jx叫. ( C.1 ) 式中:c、C2、C3、C4.( C.2 ) .( C.3 ) 、，An C ，、10 附录D(资料性附录)裂蚊形成能量及裂纹扩展能量的定义、符号及测定D.1 裂纹形成能量crack forming energy W, 从S=o到S=Sm时，力-位移曲线下方的面职作为近似的裂纹形成能量，即W，句WmD.2 裂镀扩展能量crack propagation energy Wp 从S=Sm J1J S= St时力-位移曲线下方的面积为裂纹扩展能量，即Wp=Wt-W，注:W，、Wp按照上述定义进行测定。GB/T 19748-2005 BON-走FH筒。华人民共和国家标准夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法GB/T 19748一2005国中钢材句酝中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销晤印张1字数23千字2005年10月第一次印刷开本880X12301/16 2005年10月第一版 定价12.元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066. 1-26215