标准试样在冲击试验机检定中的应用

　　1　引　言

　　摆锤式冲击试验是一种高速动态冲击试验方法,大量的冲击试验会使试验机的摆锤、冲击刀刃、试样砧座、主机与基座等发生变化,而任何一部分的变化,都会影响冲击试验数据的准确性,使冲击试验数据离散变大。

　　除了材料本身与试样加工的因素以外,冲击试验机是影响冲击试验数据结构的准确性关键因素。为及时发现影响试验数据准确度的因素,采用标准试样,对摆锤式冲击试验机(以下简称冲击试验机)进行综合性能的检定与期间核查是十分必要的。

　　2　冲击刀刃对冲击试验结果的影响

　　对于使用中的冲击试验机,影响试验数据的主要原因,需要从试验过程中接触最频繁、消耗最大的部分进行分析。而毋庸置疑,冲击试验过程中接触最频繁、消耗最大的部分是:冲击试样砧座、冲击刀刃。

　　对于试样砧座、冲击刀刃几何尺寸,在冲击试验方法[1]中有明确要求,见图1。砧座圆角半径范围是1mm~1.5mm;冲击刀刃R为2mm时,其范围是2mm~2.5mm,R为8mm时,其范围是8mm±0.05mm。

　　冲击试验方法对于机械部件的定量规定,是对厂家机械加工的要求,刀刃R的大小要控制在这一范围,在使用过程中是无法控制与保证的。因为在实际冲击使用中,刀刃的R经过与试样的冲击,不是均匀改变它的整个园弧半径,而是使园弧与试样接触部分的表面发生塑性变形,变形并不规则。为此,无论对于使用者还是检定者,都很难判断冲击刀刃、砧座支撑R的超差报废程度。严格按图检查,打过百只试样以上的冲击试验机,所有受力的圆弧半径都会变形,只是程度不同。如果都要更换冲击刀刃、砧座,这在实际工作中是不现实的。

　　为此,对冲击试验机的冲击刀刃、试样砧座的检查,最终要落实到对冲击试验数据的影响程度。采用标准试样,则可快速得到冲击试验机数据,克服了一般检测只能得到数据的高与低,而不能一次断定

　　误差产生的原因[2]。

　　对一台含R2和R8两套摆锤的冲击机检定,标准试样测试数据见表1。

　　从表1数据不难看出,冲击刀刃为R8的摆锤显然有问题,高能量H级冲击值明显偏低7.7%。仔细分析使用该摆锤冲击后的样品,发现冲击刀R印痕明显偏小,与通用的R8冲击刀刃印痕不一致。

　　初步判断冲击刀刃的R不是8mm,经过现场复检,断定该摆锤冲击刀刃是R4(图2)。经过与生产厂家的沟通,厂家承认加工错误,在重新安装R8的摆锤冲击刀刃后,检定数据合格。

　　对使用中的冲击试验机,其冲击刀刃磨损的情况有两种:一种类型是经常打击使刀刃的R磨平;另一种是由于冲击刀刃的硬度较高且脆,将冲击刀刃的两侧打掉,使刀刃变窄,致使冲击数据严重偏低(见图3)。