衝擊試驗(Impact Test)
一、實驗目的
在於測定材料受到高應變率下所能吸收之能量，即是用來觀察材料在1.三方向
應力2.低溫3.高應變率下脆性轉換的趨勢。
二、儀器與設備
(一)Charpy冷凍機
冷媒為甲醇，溫度可降全-40 C以下。
(二)油浴
使用矽油加熱至200 C。
(三)擺錘式衝擊試驗機
三、材料
AISI 1020標準Charpy V型槽衝擊試驗片。
四、原理
衝擊試驗有兩種方法，一為Charpy試驗法，一為Izod試驗法。這兩種方法所用的試驗機大致一樣，如圖一。其主要不同在試片的尺寸，如圖二，及試片的固定方式如圖三、四。
當擺錘由高處某一角度下擊打斷試片後再上升時，能量的損失如將磨擦力略去，則等於試片破斷所吸收的能量。此能量通常以Kg-m或Joule表示。由衝擊試驗所測出的吸收能量大小，只能作為比較，並不適用於實際公式的代人值。

衝擊值的計算可由擺錘重量、上昇角度和打擊試片後再上昇的角，利用物理關
係略去摩擦力後可算出。
吸收能量
:開始試驗時擺錘升至最高位置的角度
:擺錘擊斷試桿後上昇角度
w:錘重
R:自擺錘之迴中心至其重心之長
衝擊值的大小和材料的脆性有關，衝擊值小的主要是由於脆性破壞。故觀測其
斷面可知其為脆性或韌性破壞。韌性破壞面如暗色、絲狀形，而脆性則可見一個光亮的斷面。衝擊試驗最重要的是在測定試片的韌-脆轉換溫度(ductile-to-brittle
transition temperature)。某些材料在某一溫度時，其衝擊值會劇烈的下降，此時之溫度即為韌-脆轉換溫度。此溫度轉換並不是一個點，而是有一範圍，所以轉換溫度通常由吸收能量對溫度的曲線來定義，如圖五。T1為斷裂面百分之百的纖維狀時的溫度，取這溫度為轉換溫度是最保守的標準。通常稱此為塑性破壞轉換溫度FTPT(fracture transition plastic temperature)。
另一較不保守的溫度為T2，代表百分之五十韌斷，百分之五十脆斷時的溫度，
此溫度稱為五十%脆斷轉換溫度FATT(fracture appearance transition temperature)。T3表溫度超過此點，假如應力不超過降伏點的一半，則破裂不產生的可能性很高。而通常定義的轉變溫度為T4，即所謂的延性轉換溫度。而最好的轉變溫度定義是T5，這點是百分之百的脆斷，稱之為脆斷轉換溫度NDT (Nil ductility temperature)。材料由低溫到高溫測量衝擊值，其破斷面的變化會由外圍形成較暗的韌性破斷面，此面積會隨溫度的升高而見往中心擴散，一直到全部變為韌斷面，如圖六。
五、實驗方法
本實驗主要作溫度對衝擊值的影響，其步驟如下
(一)利用Charpy冷凍機將試片控制於-40 C、-20 C及0 C。
(二)利用恆溫槽將試片敢於槽內矽油中並加熱至50 C、然後每增加25 C一直到200 C等溫度。
(三)利用Charpy試驗機求試片溫度變化從-40 C、-20 C、0 C、室溫、50 C然後每增加25 C一直到200 C的衝擊值。
(四)Charpy冷凍機的使用方法。
1.使用110V電源。
2.將甲醇倒入charpy冷凍機之冷凍槽中
3.將control鍵打開。
4.按UP/SB使盤面SB燈亮
5.按鍵至number1，按UP or Down設定所需的溫度。
6.按PV/SV鍵回到stand by，再按UP/SB出stand by
(六)衝擊試驗機操作方法(外觀如圖七)
1.確定在衝擊範圍內沒有人闖入。
2.歸零
(1)將面盤上面的操縱桿由break移至release(將紅頭插銷拔出)，等擺停止後，將指針移至最大刻度，將操縱桿移至latch位置，然後將擺錘向右舉起至如面盤上所畫的高度(會聽到"卡卡"的聲音，表示擺錘到達位置)，將拔出的紅頭插銷插回(防止操作時移至break造成誤差)，將操縱桿拉至release位置，擺錘落下並擺至最高點後即可將紅頭插銷拔出，然後操作桿拉向break位置，按著讀出面盤指針是否停於零焦耳的位置。
(2)若無歸零，則調整指針上的螺絲，重複1的步驟，直到歸零。
3.操作
(1)將操縱桿移至release位置，將指針置於最大刻度，然後再移至latch位置。
(2)移開擺錘用木頭卡住，將試片放入試片座，試片凹槽中心對齊，然後將擺錘抬至卡住位置，移去木頭。
(3)將操縱桿拉向release位置，擺錘下降衝擊試片後，再回來後，即將操縱桿移至break位置。

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