低温脆性冲击试验仪使用流程详解

1. 引言

低温脆性冲击试验仪是用于测定材料在低温条件下抗冲击性能的重要设备，广泛应用于塑料、橡胶、金属等材料的低温脆化温度测定。本文将详细介绍该设备的规范操作流程，帮助实验人员获得准确可靠的测试数据。

2. 设备准备

2.1 设备检查

1）外观检查  ：确认设备外观完好，无机械损伤

2）电源检查  ：确保电源连接正常，电压符合设备要求

3）冷却系统检查  ：检查制冷剂液位，确保制冷系统正常运行

4）冲击装置检查  ：验证冲击锤是否灵活无卡滞

2.2 耗材准备

1）准备足量液氮或其他指定制冷介质

2）准备试样夹具和专用工具

3）准备低温防护手套、护目镜等安全装备

3. 试样制备

1）试样规格  ：按照相关标准(如GB/T 5470、ISO 974等)制备标准试样

2）试样数量  ：每组试验至少准备10个有效试样

3）试样标记  ：清晰标记试样编号和测试方向

4）试样状态调节  ：必要时进行预处理，消除内应力

4. 试验参数设置

1) 温度设定  ：根据材料特性设定起始温度和温度梯度

2) 保温时间  ：通常设定为3 5分钟，确保试样充分达到设定温度

3) 冲击能量  ：根据标准要求设置冲击锤能量

4) 冲击速度  ：确保符合相关测试标准要求

5. 操作流程

5.1 预冷却阶段

1) 打开制冷系统，将试验箱预冷至略低于起始测试温度

2. 确认温度稳定性，波动范围应控制在±0.5℃以内

5.2 试样装载

1) 佩戴低温防护装备

2) 将试样装入专用夹具，确保固定牢固

3) 将夹具快速转移至已预冷的试验箱中

5.3 温度平衡

1) 启动计时器，开始保温

2) 监控试样实际温度，确保达到设定值

5.4 冲击测试

1) 保温时间到达后，立即启动冲击装置

2) 观察并记录试样断裂情况

3) 使用慢动作回放功能(如有)分析断裂过程

5.5 数据记录

1) 记录冲击时的实际温度

2) 记录试样断裂形貌(断裂/部分断裂/未断裂)

3) 拍摄试样断裂后的照片

6. 温度梯度测试

1) 按照设定的温度梯度(通常2℃或5℃间隔)调整试验箱温度

2) 重复5.2 5.5步骤，直至完成全部温度点测试

3) 每个温度点应测试至少5个试样

7. 数据处理与分析

1) 计算各温度点的断裂概率

2) 绘制温度 断裂概率曲线

3) 通过统计方法确定脆化温度(通常以50%断裂概率对应的温度表示)

4) 分析数据离散度，评估测试可靠性

8. 设备维护

1) 测试后清洁：

取出所有试样和夹具

用干布擦拭试验箱内部

清理冲击装置残留物

2)定期维护：

每月检查制冷系统密封性

每季度润滑机械运动部件

每年由专业人员进行全面校准

9. 安全注意事项

1) 液氮使用安全：

必须在通风良好区域操作

避免皮肤直接接触

使用专用容器和工具

2) 电气安全：

设备必须可靠接地

禁止在设备运行时进行电气维修

3) 机械安全：

设备运行时保持安全距离

冲击装置运动范围内禁止放置杂物

4) 紧急情况处理：

准备应急停止装置

熟悉制冷剂泄漏处理程序

10. 常见问题处理

   问题现象          可能原因                解决方案         

   温度不稳定                   制冷剂不足/传感器故障           检查制冷剂/校准传感器

   冲击能量偏差      机械部件磨损/校准失效            更换部件/重新校准      

   试样断裂异常      温度不均/夹具问题             检查温度分布/调整夹具  

   数据离散大                 试样不均/操作不规范             检查试样/规范操作     

11. 结论

规范的低温脆性冲击试验仪操作是获得可靠数据的关键。操作人员应充分理解测试原理，严格按照操作规程执行，并做好设备维护工作。定期参加技术培训，保持对最新测试标准和方法的了解，将有助于提高测试结果的准确性和可比性。