耐衝擊性

耐衝擊性屬於物理性質，指試樣抵抗衝擊負荷作用的能力。

單位為kJ/m²

基本介紹

• 中文名：耐衝擊性
• 外文名：impact resistance
• 別稱：衝擊強度
• 定義：試樣抵抗衝擊負荷作用的能力
• 單位：kJ/m2
• 性質：物理性質

簡介

耐衝擊性又稱衝擊強度，系指塗於底材上的塗膜在經受高速率的重力作用下發生快速變形而不出現開裂或從金屬底材上脫落的能力，它表現了被試驗漆膜的柔韌性和對底材的附著力。需注意的是所謂耐衝擊性實際是一個衝擊負荷造成的快速變形，應與漆膜經受靜態負荷衝擊下的性能區分開。靜態負荷下的變形受到塑性和時間等因素的影響，而在衝擊負荷的情況下就不存在這個問題，所以ISO 6272--1993改成落錘試驗。

現在各國通用的衝擊試驗儀形狀基本相同，但重錘質量、沖頭尺寸和滑筒高度有不同規格。我國國家標準GB 1732—79（88）《漆膜耐衝擊測定法》規定重錘質量1000 g±1 g，沖頭進入凹槽的深度為2 mm±0.1 mm，滑筒刻度等於50 cm±0.1 cm，分度為1 cm。因為所用重錘質量是固定的，所以其檢測結果以不引起塗膜破壞的最大高度表示，單位cm。

測試方法

最簡單的、作為檢定材料衝擊性能的試驗方法就是簡支梁衝擊試驗和懸臂樑衝擊試驗。它是把待測材料製成規定尺寸和形狀（缺口或無缺口長條型）的試樣，用一定能量的擺錘擊打，以沖斷試樣所消耗的功除以試樣（若有缺口為缺口處）的橫截面積來表示，單位kJ/m²。

另外，還有很多實用性的抗衝擊檢驗方法。比如，落錘試驗，落鏢試驗以及如管件的墜落試驗，安全帽的衝擊試驗等。

原理

根據：Griffith（格里菲斯）微裂紋理論

材料的強度是指抵抗外加負荷的能力，人們希望材料的強度越大越好。而脆性斷裂（fracture）是材料的致命弱點，因此關於材料的脆性斷裂的研究越來越多。

關於材料脆性斷裂的基本根源，Griffith認為實際材料中總存在許多細小的裂紋或缺陷，在外力作用下，這些裂紋和缺陷附近就會產生應力集中現象，當應力達到一定程度時，裂紋就開始擴展而導致斷裂。這就是著名的Griffith微裂紋理論。 根據Griffith微裂紋理論可知，斷裂並不是晶體兩部分同時沿整橫截面被拉斷，而是裂紋擴展的結果。

有機材料抗衝擊性的一般方法，是在材料中添加無機體，形成複合材料，無機粉體或晶須或層片對抗衝擊性的提高有很大的貢獻。

耐衝擊性試驗

本試驗的目的，是檢查製品的耐衝擊性能。

1．試驗種類

本試驗根據衝擊方法分如下三種：

（1）落錘衝擊試驗；

（2）落下衝擊試驗；

（3）石子衝擊試驗。

2．試驗溫度

原則上試驗溫度按下表規定進行（可選擇其中一個溫度條件試驗）。

溫度分級	試驗溫度（℃）
A	標準溫度23±5
B	0±2
C	-40±2

3．試驗方法

（1）落錘衝擊試驗

①試驗裝置試驗裝置包括重錘和試樣的支撐機構、控制重錘自由落下的控制機構及重錘和標尺。原則上，重錘採用頭部為球形的鋼製品，其半徑為25mm，質量為0.5kg。

②試驗方法有兩種方法，一種是測定平均破壞強度，另一種是連續使用同‘一試樣測定破壞強度。

a．測定平均破壞強度的方法 將試樣牢固地安放在指定的位置上，使重錘從適當高度自由落下，進行預備性試驗。按這種方法，調節重錘下落位置，假設試驗初始高度h₀為破壞高度，使重錘從h₀高度自由落下衝擊試樣，如果試樣出現碎裂，則將試驗高度降低Δh，使重錘在h₀ -Δh高度上自由落下衝擊下一個試樣；如果試樣沒有出現碎裂，則將試驗高度提高Δh，使重錘在h₀ +Δh高度自由落下衝擊下一個試樣。用此方法，至少用20個試樣重複試驗，求出平均破壞強度和最小破壞強度。

b．用少量試樣測定破壞強度的方法 將試樣牢固的安放在指定的位置上，重錘從適當高度自由落下，進行預備性試驗。按這種方法，調節重錘下落位置，假設試驗初始高度h₀為破壞高度，使重錘從h₀高度自由落下衝擊試樣，如果試樣出現碎裂，則將試驗高度降低△h，使重錘在h₀ -△h高度自由落下衝擊下一個試樣；如果試樣沒有出現碎裂，則將試驗高度提高△h，使重錘在h₀ +△h高度自由落下衝擊同一個試樣。用此方法，將所有試樣重複試驗，求出平均破壞強度和最小破壞強度。

c．計算 平均破壞強度和最小破壞強度按下式計算：
F =mgH
F_min =mgh_min
H =h_min +（Δh∑iη_i/N）±1/2Δh

式中 F——平均破壞強度，N·m或J；F_min——最小破壞強度，N·m或J；m——重錘的質量，kg；g——平均重力加速度（9.80665），m/s²

H——h平均破壞高度，m；h_min——最小破壞高度，m；△h——試驗高度變化量，m；

N——試樣總數；i——（h₀-h_min）/△h；h₀——試驗高度，m；η_i——在試驗高度下試樣破壞數或沒有破壞數

這裡應說明兩點：

（a）用少量試樣求破壞強度時，在同一試樣上重複試驗的次數，都作試樣數計；

（b）當用碎裂試樣數計算時，上式中最後一項應是-1/2△h，當用設有碎裂試樣數計算時，式中最後一項應是+1/2△h。

（2）落下衝擊試驗

①試驗裝置試驗裝置包括試樣支撐機構、控制試樣自由落下的控制機構及標尺。原則上，試樣墜落處地面應是至少10mm厚的混凝土地面。

②試驗方法將試樣安裝在支撐台上，調節到適當高度使其自由落下。試驗程式和計算方法相同，但公式中m應是試樣質量。

（3）石子衝擊試驗

①試驗裝置試驗裝置如圖所示。它主要由壓縮空氣噴射石子（花崗石或大理石）的裝置、輸送石子的料斗及試樣支撐台組成。

試驗裝置

②試驗方法試樣安裝在與石子衝擊方向成60°或90°角的位置上，根據下表規定的操作條件進行試驗。

項目	條件	項目	條件
空氣壓力	490±19.6KPa	衝擊持續時間	每次5～10s
衝擊材料	直徑為9～12mm大理石子	試驗溫度	標準溫度或低溫
石子量	每次0.5kg	重複衝擊次數	10

應當說明，常溫衝擊試驗，一般是根據零件的技術要求進行的，即按要求的衝擊功或指定重錘直徑、質量、落下高度進行。耐低溫衝擊試驗，一般是將製品置於-40℃溫度條件下凍4h，然後進行落錘衝擊或落下衝擊。
落下衝擊試驗，主要用於手柄頭、門的嵌件等接觸面積較小的部件，以及一些貯槽及油箱等物；落錘衝擊試驗，主要用於保險槓、散熱器格柵、儀錶板、地板墊、頂棚內板及測圍板等大型零件。