缺口冲击强度检测
缺口冲击强度是衡量材料(特别是塑料、金属、复合材料等)韧性和抗冲击破坏能力的关键性能指标。它反映了材料在高速冲击载荷下,尤其是在存在应力集中源(如缺口)时,吸收能量并抵抗突然断裂的能力。这项检测对于评估材料在运输、使用或极端环境(如低温)中的安全性和可靠性至关重要,广泛应用于汽车零部件、管道、电子电器外壳、建筑材料及包装材料等产品的质量控制、研发选型和失效分析中。
检测项目
缺口冲击强度检测的核心项目就是测定材料在特定冲击条件下,由带有规定形状和尺寸缺口的试样断裂时所吸收的能量值,通常以焦耳(J)为单位。常见的具体测试类型包括:
1. 简支梁缺口冲击强度 (Charpy Notched Impact Strength):试样两端水平支撑,缺口背对冲击摆锤,摆锤冲击试样中部。
2. 悬臂梁缺口冲击强度 (Izod Notched Impact Strength):试样一端垂直固定,缺口面向冲击摆锤,摆锤冲击试样悬臂端。
此外,该检测还可能涉及:
- 韧脆转变温度的测定:通过在不同温度下进行冲击测试,找到材料由韧性断裂向脆性断裂转变的温度区间。
- 断口形貌分析:观察试样断裂面的特征,辅助判断材料的断裂模式(韧性断裂或脆性断裂)。
检测仪器
进行缺口冲击强度测试的核心仪器是摆锤式冲击试验机。其主要组成部分包括:
- 机架:为整个设备提供刚性和稳定性。
- 摆锤:带有特定质量和形状的冲击刃,可绕固定轴旋转。其起始高度决定了冲击能量。
- 能量指示系统(刻度盘或数字显示):用于读取试样断裂后摆锤上升的角度或直接显示试样吸收的能量(冲击功)。
- 试样支座与定位装置:用于精确放置并夹持试样(简支梁或悬臂梁方式)。
- 释放与制动装置:控制摆锤的释放和冲击后的制动。
- 安全防护装置:防止断裂的试样碎片飞出伤人。
对于高低温冲击测试,还需配备环境试验箱(如低温槽、加热装置),用于在测试前将试样和夹具冷却或加热到指定温度。
试样缺口通常由专门的缺口制样机加工获得,确保缺口形状(如V型、U型)和尺寸(根部半径、深度)符合标准要求。
检测方法
缺口冲击强度检测的标准流程通常包含以下关键步骤:
- 试样制备:按相关标准规定,从材料或产品上切取标准尺寸的条形试样(通常有特定长度、宽度和厚度要求)。
- 缺口加工:使用缺口制样机在试样指定位置(通常是长度方向的中部)加工出规定形状(常见为V型缺口,角度、深度、根部半径有严格要求)和尺寸的缺口。缺口加工质量对结果影响极大。
- 状态调节:将制备好的试样在标准实验室环境(如23±2°C, 50±10% RH)下放置规定时间,以达到温湿度平衡。对于高低温测试,需将试样在规定温度下(如-30°C, 0°C, 23°C)放置足够时间(通常≥2小时)使其内外温度均匀。
- 试样安装:将缺口试样精确放置在试验机的支座上。对于Charpy测试,试样水平放置,缺口背对冲击方向;对于Izod测试,试样垂直夹持,缺口面向冲击方向。
- 冲击测试:将摆锤抬升至初始高度,释放摆锤使其自由下落冲击试样中部(Charpy)或悬臂端(Izod)。
- 能量读取:试样被冲断后,摆锤会继续摆动至一定高度。通过刻度盘指针位置或数字显示读取试样断裂所吸收的能量值(冲击功)。
- 结果计算:缺口冲击强度通常表示为试样吸收的能量(J)除以试样缺口处的原始横截面积(cm²),单位为kJ/m²或J/m(不同标准单位可能不同)。对于某些材料(如薄膜、薄片)或标准,可能直接报告冲击功(J)。
- 断口观察(可选):记录试样断裂形貌。
检测标准
缺口冲击强度检测遵循严格的国家、国际或行业标准,以确保测试结果的可比性和准确性。以下是一些应用最广泛的标准:
- ISO 国际标准:
- ISO 179-1: 塑料 - 简支梁冲击性能的测定 - 第1部分: 非仪器化冲击试验 (涵盖Charpy缺口冲击)
- ISO 180: 塑料 - 悬臂梁冲击强度的测定 (涵盖Izod缺口冲击)
- ASTM 美国材料与试验协会标准:
- ASTM D6110: 塑料材料缺口悬臂梁(Izod)冲击试验的标准试验方法 (取代了旧的ASTM D256)
- ASTM E23: 金属材料缺口棒冲击试验的标准试验方法 (主要针对金属材料,常用Charpy V型缺口)
- ASTM D256: 塑料材料悬臂梁摆锤冲击抗力的标准试验方法 (虽被D6110取代,但仍有广泛引用,需注意区分)
- GB 中国国家标准:
- GB/T 1043.1: 塑料 简支梁冲击性能的测定 第1部分:非仪器化冲击试验 (等同采用ISO 179-1)
- GB/T 1843: 塑料 悬臂梁冲击强度的测定 (等同采用ISO 180)
- GB/T 229: 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法 (等同采用ISO 148-1, 针对金属Charpy V型缺口冲击)
这些标准详细规定了试样的形状尺寸、缺口的类型和加工要求、测试条件(温度、湿度)、试验机的校准、测试步骤以及结果的计算和报告方式。进行检测时必须严格遵守所选用标准的具体要求。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日