沖(chong)擊強度常(chang)用來評價材料(liao)(liao)(liao)抵抗沖(chong)擊的能力或判斷(duan)材料(liao)(liao)(liao)的脆性(xing)或韌(ren)性(xing)程(cheng)度，它是塑(su)料(liao)(liao)(liao)材料(liao)(liao)(liao)在(zai)工(gong)程(cheng)應用中的一(yi)項重要的性(xing)能指標(biao)，它反映不同材料(liao)(liao)(liao)抵抗高速沖(chong)擊而致破壞的能力。在(zai)測(ce)定(ding)塑(su)料(liao)(liao)(liao)的沖(chong)擊強度時，常(chang)用到的測(ce)試(shi)方法有懸(xuan)臂梁沖擊和簡支梁沖(chong)擊，而(er)這兩(liang)種方法中又有缺(que)口(kou)沖擊和無缺(que)口(kou)沖擊兩(liang)種類型(xing)。標(biao)準(zhun)ASTM D256-2010E1主要(yao)是針對(dui)懸(xuan)臂梁(liang)缺口(kou)沖(chong)擊方法制定(ding)的標(biao)準，本文通(tong)過(guo)對(dui)該標(biao)準的解讀(du)，并(bing)將其(qi)與GB/T 1843-2008進行了比較(jiao)，簡要分析了兩(liang)個(ge)標準之間的差異。

 標(biao)準ASTM D256-2010E1中主要介紹了4種測(ce)試方(fang)法，即(ji)方(fang)法A、方法C、方法D以(yi)及方法E（方(fang)法(fa)B為簡支梁沖擊，已被移走并用新標(biao)準號重(zhong)新出版）。方法A與方法C類似，其(qi)中方法C中增(zeng)加了拋擲(zhi)修(xiu)正，適合IZOD沖(chong)擊強(qiang)度(du)小于(yu)27 J/m的材料；方法(fa)D用(yong)于測量材(cai)料缺(que)口靈敏(min)度，缺(que)口處的(de)應力集中隨半徑的(de)遞(di)減(jian)而增(zeng)加；方法E是(shi)反向缺口(kou)沖(chong)擊試驗，用于指示塑料的(de)無(wu)缺口(kou)沖(chong)擊強(qiang)度，然而用該方法所取(qu)得(de)的(de)測(ce)試結果與(yu)*無(wu)缺口(kou)樣品取(qu)得(de)結果并非(fei)一致。以下便是(shi)對這幾種測(ce)試方法的(de)詳細(xi)介紹。

 方法A 懸臂梁試(shi)驗

設備要求(qiu)：

儀器相關參數及要求如圖1。

懸臂梁試驗方法A和C的(de)臺(tai)鉗、試(shi)樣、沖擊邊的(de)相互關系

 注(zhu)解：

1、刀刃圓角半徑：R=0.8±0.2mm：

2、沖擊刀刃至鉗口上平面距離：22mm±0.05mm；

3、臺鉗固定夾具和活動夾具的上邊(bian)緣的半徑應為 0.25±0.12mm（0.010±0.005in）。

儀器應備有一個基(ji)礎擺錘，擺錘能量(liang)應為2.7±0.14 J,該擺錘(chui)可用于(yu)所有吸收能量(liang)小于(yu)此擺錘(chui)能量(liang)的(de)85%的試樣。若需要更大的斷裂能(neng)量，則需要更換更大能(neng)量的擺錘(chui)，通常(chang)，能(neng)量在2.7~21.7 J一系列擺錘足(zu)以適用于大(da)多數塑料。擺夾(jia)持和釋放機構的位置(zhi)應在沖擊端下(xia)落垂(chui)直高度(du)為 610±2mm處，這會使沖(chong)擊(ji)端在沖(chong)擊(ji)時產生的速(su)度約(yue)為 3.5m/s。

 我們實(shi)驗室采用(yong)的是(shi)XJBCX擺錘沖擊試(shi)驗機，如圖2所示。

圖2 XJBCX擺(bai)錘沖擊試驗機

該試(shi)驗(yan)機有2.75 J、5.5 J、11J和22 J四種能量的懸臂梁擺錘，適用于大多數的塑料(liao)試(shi)樣。

 試樣要求：模(mo)制材料寬在(zai) 3.17~12.7mm（0.125~0.500in）的范圍內。尺寸小于 12.7mm（0.500in）的(de)(de)所有試樣都(dou)應在較短面開(kai)缺(que)(que)口。另外，所有壓模(mo)試樣都(dou)應在平行于模(mo)壓施加方向的(de)(de)面上開(kai)缺(que)(que)口。寬度小于6.4mm的(de)試(shi)樣(yang)對(dui)夾持壓力很敏感(gan)，研(yan)究表明該類試(shi)樣(yang)吸收的(de)能量偏大，因此推薦使用(yong)寬度6.4mm以上(shang)的樣品。標準樣條規格如圖3所示。

 圖3 懸(xuan)臂梁型試(shi)驗(yan)試(shi)樣(yang)的尺寸

注：缺口剩余寬(kuan)度(du)A應用(yong)千分尺或其他合適測量(liang)工具來測量(liang)（如(ru)圖4所示的缺口深(shen)度微分尺）；樣品厚度不得(de)大于(yu)12.7mm。

圖4 缺口深度(du)微分尺的規格(ge)

樣(yang)品狀態調(diao)節：23±2℃，50±10%RH的(de)條件下至少調(diao)節40h，并(bing)在該條件(jian)下進行測試。有(you)爭議時，應在23±1℃和50±5%RH下進行測(ce)試。

 測試步驟：

1)準備至少5個樣品，若要測(ce)多個方(fang)向(xiang)，每(mei)個方(fang)向(xiang)至少5個樣品。

2)預估樣品斷裂(lie)所需能(neng)量(liang)，并選擇(ze)一個合適能(neng)量(liang)的(de)擺錘；使用(yong)既能(neng)使一組試(shi)驗中的(de)每個試(shi)樣斷裂(lie)，而能(neng)耗不超過其(qi)擺錘能(neng)量(liang)的(de) 85%的(de)最(zui)輕的(de)標準擺。（太重的(de)擺錘(chui)會減小(xiao)讀數的(de)靈敏度）

3)測量(liang)試(shi)樣的寬度和厚度，精確(que)至0.025mm。

4)記錄沖擊(ji)時(shi)試(shi)樣吸收的能量，并處以試(shi)樣的橫截(jie)面積(ji)（或(huo)寬(kuan)度），得(de)到沖擊(ji)強度。

5)計算每組試樣中相同(tong)斷裂類型(xing)的平均(jun)值。

 方法(fa)C 沖(chong)擊(ji)能量(liang)小于 27J/m 材(cai)料的懸臂梁(liang)試驗

其他步驟(zou)同方法A，但在操作步驟中(zhong)增加了一(yi)步：將斷(duan)裂(lie)試樣(yang)的(de)自由端重新放回(hui)夾(jia)持部分上(shang)，以(yi)相同的(de)方(fang)法(fa)用擺錘作二(er)次沖擊(ji)，該(gai)(gai)方(fang)法(fa)測得的(de)能(neng)量(liang)可認為(wei)是拋(pao)擲(zhi)樣(yang)品沖擊(ji)端的(de)能(neng)量(liang)，然后用原來(lai)得到(dao)的(de)能(neng)量(liang)值減去該(gai)(gai)能(neng)量(liang)便可得到(dao)修正(zheng)后試樣(yang)斷(duan)裂(lie)所吸收的(de)能(neng)量(liang)，稱為(wei)凈懸(xuan)臂梁沖擊(ji)能(neng)量(liang)。用該(gai)(gai)能(neng)量(liang)值計算得到(dao)的(de)沖擊(ji)強度(du)稱為(wei)凈懸(xuan)臂梁沖擊(ji)強度(du)。當沖擊(ji)能(neng)量(liang)大(da)于27 J/m時，拋擲能(neng)量(liang)相對于斷裂能(neng)量(liang)可(ke)忽(hu)略不計，可(ke)直接(jie)使用方法A進行測(ce)試。

 方法D 缺口半徑靈敏度試驗

除以下(xia)幾個方面，其(qi)他同(tong)方法A。

 開缺口：

除了 10 個試(shi)樣應開缺口半徑為 0.25mm（0.010in），10 個試樣應開缺(que)口半徑為1.0mm（0.040in）外，其余(yu)開(kai)缺口應按圖中(zhong)的規(gui)定進(jin)行。

步(bu)驟：

1)試驗每種(zhong)缺口半徑的試樣(yang) 10 個。

2)應計算(suan)每組的平均沖擊(ji)強度，只是在每組內斷裂類型(xing)須統一為 C、H、C 和 H，或 P。

3)如(ru)果(guo)缺口半徑(jing)為 0.25mm(0.010in)的試樣不被(bei)沖斷，該(gai)試驗是不適用的。

4)假如 10 個半(ban)徑(jing)為 1.0mm（0.040in）缺(que)口的任一試樣不能歸入 NB 類（非(fei)斷裂(lie)），則在得不(bu)到另外數據的情況下(xia)，缺口(kou)靈敏(min)度方(fang)法不(bu)能使用，應從同一樣品上制得一套(tao)新(xin)的試樣，缺口(kou)半徑(jing)為 0.50mm（0.020in），重復(fu)上(shang)述(shu)步驟。

 計算：

連接缺口半徑為 0.25 和 1.0mm（0.010 和 0.04in）的斷裂沖擊能(neng)量成直(zhi)線，假如適用的話，還有缺(que)口(kou)半徑為 0.50mm（0.020in）的，連線斜(xie)率計算如下：

b=（E₂－E₁）/（R₂－R₁）

式中

E₂ =較大(da)缺口(kou)的平均沖擊(ji)能量(liang)，J/m（缺口）；

E₁ =較少缺口的平(ping)均沖擊能量(liang), J/m（缺口）；

R₂ =大缺口(kou)半徑(jing)，mm（in）；

R₁ =小缺口半徑(jing)，mm（in）。

 方法E 反向缺口懸臂梁試驗

其(qi)他同(tong)方法A，只(zhi)是夾持試樣(yang)時要使沖(chong)(chong)錘沖(chong)(chong)擊(ji)在缺口面的(de)反面，這樣(yang)缺口在沖(chong)(chong)擊(ji)過程中受(shou)到的(de)就是壓力而不是拉(la)伸應(ying)力。（如圖5）

圖5 懸臂梁試驗(yan)方法E的臺鉗、試(shi)樣、沖(chong)擊邊的相互關系(xi)

 反(fan)向(xiang)缺口試(shi)驗(yan)采用的(de)是標準的(de) 0.25mm（0.010in）缺(que)口(kou)試(shi)樣，以提供(gong)無缺(que)口(kou)沖(chong)擊強度指標，反向(xiang)缺(que)口(kou)試(shi)驗的應用(yong)避免了(le)在試(shi)驗前機(ji)加工(gong)無缺(que)口(kou)樣條至(zhi)所需的 10.2±0.05mm（0.400±0.002in）深(shen)度的要求，且提供了標準缺口(kou)試驗（試驗方法 A、C）同樣(yang)的(de)試樣(yang)安裝的(de)便利。值(zhi)得注意的(de)是，由反(fan)向(xiang)缺口試驗所得的(de)結(jie)果不(bu)總是與機加工至 10.2mm（0.400in）厚(hou)度要求的無缺口樣條所(suo)得的結果(guo)一(yi)致。

 標(biao)準ASTM D256-2010E1同GB/T 1843-2008相比，差異主要體現在以下(xia)幾(ji)個方面： 

 總的來說，這兩個標(biao)準之(zhi)間的差(cha)異(yi)較大，得到(dao)的結果(guo)不可比較，我們實際測試(shi)中，通常選用的方法仍然是GB/T 1843-2008 塑料(liao) 懸臂梁沖擊強度的(de)測(ce)定。