Charpy和Izod:冲击测试比较

由参与专家雅各布·哈维

夏比和伊佐德冲击试验都是测定材料冲击强度或韧性的常用方法。换句话说，这些测试测量的是一种材料能够吸收的总能量。这种能量吸收与材料的脆性直接相关。陶瓷或玻璃等脆性材料的吸收率往往低于铜或铝等韧性材料。

了解材料的能量吸收特性是至关重要的，因为它可以预测材料在灾难性破坏之前能够承受多少塑性变形。了解这两种常见冲击测试方法的异同也很重要。

夏比冲击试验

夏比冲击试验是由S.B.罗素和乔治·夏比在20世纪初发展起来的。由于创建样品和获得结果相对容易，它至今仍是最流行的冲击测试方法之一。该试验装置由一个加权摆组成，从规定的高度扔下来与试样接触。传递给材料的能量可以通过比较断裂前后钟摆高度的差异来推断。

一个夏比测试样品，被水平放置到机器，通常是一个55 x 10 x 10毫米(2.165“x 0.394”x 0.394“)带缺口加工成一个面。这个缺口可以是v形或u形，面向远离钟摆放置，有助于集中应力和鼓励断裂。测试可以在环境温度和低温度下进行，有时低至零下425f。

夏比冲击试验通常按照ASTM E23、ASTM A370、ISO 148或EN 10045-1进行。虽然该测试最常用于金属，但也有一些塑料和聚合物的标准，包括ASTM D6110和ISO 179。

悬臂梁式冲击测试

伊佐德冲击测试是以英国工程师埃德温·吉尔伯特·伊佐德的名字命名的，他在1903年首次描述了这种测试方法。试验仪器和试样的设计与夏比冲击非常相似，但有一些显著的不同，包括试样的方向，它是垂直地夹在仪器中，缺口朝向钟摆。然后，钟摆在缺口上方的指定区域撞击样品。

与夏比冲击的主要区别之一是Izod冲击试验可以在塑料或金属试样上进行。塑料样品通常是一个64 x 12.7 x 3.2毫米的棒材，带有一个机加工的v形缺口。金属样品通常是127 x 11.43毫米的圆形棒，带有1或3个加工的v形缺口(es)。

常见的Izod冲击试验方法包括ASTM D256、ASTM E23和ISO 180。

我有金属样品。我应该执行哪个方法?

虽然Izod和Charpy方法测量的性能相似，但试件的设计和测试配置是不同的，所以在选择方法时应该小心谨慎。您的测试提供者应该能够根据您的最终目标和有问题的特定材料提供方法建议。

如果你决定执行Izod冲击，你将需要决定哪种试样配置使用。有不同的圆形标本与正方形标本和单一缺口标本与那些有多达三个缺口标本的配置。由于冲击试验通常需要平均得到3个结果，因此3个缺口试样更经济，因为得到3个冲击结果所需的材料更少。3切口试样的另一个可能的优点是，最终结果可以是方向的平均值，这取决于试样的结构。如果你的材料存在方向性问题，这将有助于消除方向性特性所造成的偏差。