夏比冲击试验：KV 值、转变温度与 J0/J2/K2

试验

摆锤冲击一个带缺口的小试样，记录断裂时吸收的能量，单位为焦耳。标准试样为 10 × 10 × 55 mm，带有 2 mm 深的 V 型缺口；结果写为 KV（K 代表试验类型，V 代表 V 型缺口几何形状）。执行方法在欧洲是 EN ISO 148-1，在美国是 ASTM E23。除能量外，实验室还可报告侧膨胀量和断裂面上韧性（剪切）断口的百分比。

为什么温度会改变一切

铁素体钢吸收的能量并非恒定。随着温度下降，吸收能量下降 — 有时急剧下降 — 从高的上平台（坚韧、韧性断裂）降到低的下平台（平坦、脆性断裂）。中间的范围是韧脆转变。当结构的服役温度高于其钢材的转变范围时，结构在寒冷中是安全的，这正是标准规定试验温度和该温度下的最小能量，而非室温值的原因。

奥氏体不锈钢具有面心立方结构，没有明显的转变 — 这是它们在低温服役中占主导地位的原因之一。

如何解读 J0、J2 和 K2

在 EN 10025 结构钢中，牌号后缀编码了冲击要求：

后缀	最小能量	试验温度
JR	27 J	+20 °C (room temperature)
J0	27 J	0 °C
J2	27 J	−20 °C
K2	40 J	−20 °C

字母给出能量水平（J = 27 J，K = 40 J），数字给出温度（R = room，0 = 0 °C，2 = −20 °C）。因此 S355J2 和 S355K2 在相同的 −20 °C 下试验，但 K2 必须吸收 40 J 而非 27 J。其他产品标准将阶梯扩展到更冷的工况 — EN 10025 中的正火牌号和 EN 10028 中的压力容器牌号通常在 −40 °C 或 −50 °C 下试验。

决定合格与否的细节

• 取向。 产品标准规定冲击试样是纵向还是横向于轧制方向；横向值通常更低，引用较容易方向的证书不能证明所要求的方向。
• 一组三个。 验收通常以三个试样的平均值判断；单个值通常允许降至规定最小值的约 70%。当一组不合格时，适用规定的复验规则。
• 小尺寸试样。 当产品厚度小于 10 mm 时，使用宽度为 7.5、5 或 2.5 mm 的试样。所要求的最小平均能量随后按产品标准规定，与试样截面成比例降低 — 小尺寸结果不能与全尺寸值直接互换。
• 缺口质量和试验机校准很重要：缺口钝或摆锤刃口磨损会夸大结果，这就是认可实验室用经认证的参考试样验证其试验机的原因。