沖擊韌性是材料抵抗變形和斷裂的能力,即在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。夏比擺錘沖擊試驗將規(guī)定的幾何形狀的缺口樣式放置在試驗機(jī)的兩個支架之間,缺口背向打擊面,用擺錘一次中斷樣品,測定樣品的吸收能量。樣品的沖擊吸收能量在實驗中用擺錘前后的位能差來測定。
由于大多數(shù)材料的沖擊值隨著溫度的變化而變化,測試應(yīng)在規(guī)定的溫度下進(jìn)行,因此沖擊測試包括室溫沖擊測試、高溫沖擊測試和低溫沖擊測試。常見的低溫沖擊,冷卻介質(zhì)溫度在規(guī)定溫度的1℃以內(nèi),液體介質(zhì)的保溫時間至少為5分鐘,氣體介質(zhì)的保溫時間至少為30分鐘。試樣從保溫介質(zhì)中移出,中斷時間不超過5秒。
材料試驗機(jī)應(yīng)選用適當(dāng)能量的擺錘,一般試樣吸收能量不得超過實際初始勢能的80%,超過的應(yīng)在試驗報告上作注釋。試驗過程中出現(xiàn)異常情況,如試樣試驗后未完全斷裂,可報告沖擊吸收能量,或與試樣試驗結(jié)果平均后報告;試樣試驗機(jī)打擊能量不足,試樣未完全斷裂,吸收能量不能確定,試樣試驗用×J試驗機(jī)試驗,試樣未斷裂;如試樣卡在試驗機(jī)上,試樣試驗結(jié)果無效,應(yīng)徹底檢查試驗機(jī),否則試樣試驗機(jī)損壞會影響試驗精度。

最后,吸收能量的結(jié)果表明,在沖擊試驗力下,斷裂吸收功的組成包括彈性功、塑性功和撕裂功。k值是樣品在沖擊試驗力下斷裂時吸收的能量,但k值相同的材料并不意味著它們的韌性和脆性程度相同。因為樣品吸收的沖擊能量k由上述三部分組成,即消耗在彈性變形中的彈性功,消耗在塑性變形到裂紋發(fā)生前的塑性功,消耗在裂紋發(fā)生、擴(kuò)展到斷裂之前的撕裂功。這三部分的比例隨材料特性、樣品形狀、尺寸和缺口類型而變化。一般來說,強(qiáng)度高的材料在斷裂時吸收的沖擊功中彈性功占很大比例,塑性功和撕裂功占很小比例。