冲击试验

冲击试验（Impact Test）

一、测试目的

用摆锤以规定能量冲击带缺口（或无缺口）试样，测定材料在高速冲击载荷下的冲击强度（冲击韧性）。冲击试验对材料的缺口敏感性、脆化程度特别敏感，是评价低温脆化、老化脆化的关键手段。

二、适用范围

硬质与半硬质塑料、纤维增强复合材料、电气绝缘材料、硬质橡胶；常用于老化前后的对比评价。

三、核心标准

标准号	标准名称
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
GB/T 1843	塑料 悬臂梁冲击强度的测定
GB/T 21189	塑料 简支梁、悬臂梁和拉伸冲击试验用摆锤冲击试验机的检验
ISO 179-1	Plastics - Determination of Charpy impact properties
ISO 180	Plastics - Determination of Izod impact strength

📖 相关标准链接

标准号	标准解读	标准原文
GB/T 1043.1	解读 →	原文 →
GB/T 1843	解读 →	原文 →

四、试样与试验条件

1. 试样类型

类型	尺寸	缺口	跨距
简支梁（Charpy）无缺口	80 × 10 × 4 mm	无	62 mm
简支梁（Charpy）缺口 A 型	80 × 10 × 4 mm	缺口半径 0.25 mm，45°	62 mm
简支梁（Charpy）缺口 B 型	80 × 10 × 4 mm	缺口半径 1.0 mm	62 mm
简支梁（Charpy）缺口 C 型	80 × 10 × 4 mm	缺口半径 0.1 mm	62 mm
悬臂梁（Izod）	80 × 10 × 4 mm	见标准	—

2. 摆锤能量选择

• 冲击能量应在摆锤额定能量的 10 % ~ 80 % 区间；
• 试样冲击吸收能量过大或过小都需更换摆锤，否则读数精度不足。

五、试验程序

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│  1. 检查摆锤：空摆测试，确认零点与摩擦损失在允差内        │
│       ↓                                                  │
│  2. 测量缺口处剩余宽度（缺口敏感性关键测量项）            │
│       ↓                                                  │
│  3. 选择合适的摆锤能量档位                                │
│       ↓                                                  │
│  4. 定位试样于支座，缺口朝向背向冲击侧（简支梁）          │
│       ↓                                                  │
│  5. 释放摆锤，读取冲击吸收能量                            │
│       ↓                                                  │
│  6. 计算冲击强度：无缺口 acU = Ec/(b·h)；缺口 acA = Ec/(b·hN) │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

六、主要计算指标

指标	符号	计算式	单位
无缺口冲击强度	acU	Ec / (b · h)	kJ/m²
缺口冲击强度	acA	Ec / (b · hN)	kJ/m²
相对冲击强度	—	老化后 / 老化前 × 100 %	%

其中 Ec 为冲击吸收能量，b 为试样宽度，h 为厚度，hN 为缺口处剩余宽度。

七、影响因素与注意事项

1. 缺口加工质量是首位：缺口必须用专用刀具一次加工，表面粗糙或存在加工痕会显著降低读数。
2. 试样取向后性：注塑试样的流动方向与冲击方向相对关系影响结果，报告中必须注明。
3. 摆锤能量档位：能量档位选择不当会带来 5 % ~ 10 % 的系统误差。
4. 失效模式记录：需记录是完全断裂（C）、铰链断裂（H）还是未断裂（N），仅断裂数据可用于比较。
5. 温度敏感：塑料存在韧脆转变温度，同批次在 -20 ℃ 与 +23 ℃ 下结果可能相差数倍，低温冲击常作为脆化评价项。
6. 老化前后对比：冲击强度保留率是评价老化程度最灵敏的指标之一。

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