一、无缺口冲击试验是什么？
无缺口冲击试验，又称无缺口夏比冲击试验，是一种在一次冲击载荷下，测定无缺口试样断裂时所吸收能量的试验方法。
核心目的：评估材料在快速加载（高应变速率）条件下，抵抗冲击断裂的能力，即材料的韧性。
它与更常见的“缺口冲击试验”的根本区别：
| 特征 | 无缺口冲击试验 | 缺口冲击试验 |
|---|---|---|
| 试样 | 光滑、无缺口 | 带有U型或V型人工缺口 |
| 测试焦点 | 评估材料整体韧性，包括塑性变形和断裂全过程。 | 评估材料在应力集中条件下的抗脆化倾向和裂纹敏感性。 |
| 断裂过程 | 经历明显的塑性变形（屈服、颈缩）后才断裂。 | 断裂起始于缺口根部，塑性变形受限。 |
| 吸收能量 | 较高，因为消耗了大量能量用于塑性变形。 | 较低，因为缺口抑制了塑性变形，促使脆性断裂。 |
二、测试原理与过程
基本原理：将一个具有规定形状和尺寸的无缺口试样，作为简支梁支撑在试验机的支座上，然后使用一个规定高度的摆锤一次性将其冲断。测量摆锤冲断试样后扬起的角度，计算冲断试样所消耗的功，即为冲击吸收能量。
标准步骤：
试样制备：
根据标准（如GB/T 229， ISO 148-1）加工标准尺寸的试样（通常为10mm x 10mm x 55mm的长方体）。
关键：试样表面需光滑，不能有任何缺口、划痕，棱边需倒角。
设备校准：
确保冲击试验机处于校准有效期内，摆锤空打时回零。
放置试样：
将试样平稳地放置在支座上，紧贴定位块，确保试样被冲击的一面正对摆锤刀刃。
进行冲击：
释放摆锤，使其从预定高度落下，冲断试样。
记录结果：
试验机表盘或数字显示系统会直接读出冲断试样所消耗的功，单位为焦耳（J）。此值即为冲击吸收能量（KV）。
三、结果解读与应用
1. 冲击吸收能量（KV值）
这是最直接的测试结果。KV值越高，表明材料的韧性越好，在受到冲击时能吸收更多的能量才发生断裂。
由于试样无缺口，其KV值通常会远高于同材料的缺口冲击试样。
2. 断口分析（至关重要）
试验后，观察试样的断口形貌，可以提供比单一数值更丰富的信息：
韧性断口：断口呈暗灰色纤维状，有明显的塑性变形（颈缩）。这表明材料在断裂前发生了显著的塑性流动，是韧性好的表现。
脆性断口：断口平整、光亮，呈结晶状。这表明材料发生了脆性断裂，几乎没有塑性变形。
混合断口：断口部分呈纤维状，部分呈结晶状。可以估算各自面积比例，定性分析韧性。
3. 侧膨胀值
测量试样断裂后，冲击侧背面的宽度膨胀量。侧膨胀值越大，说明材料的塑性越好。
4. 剪切面积百分比
在断口上估算韧性断裂区域（剪切唇）所占的面积百分比。百分比越高，韧性越好。
四、主要应用场景
无缺口冲击试验主要用于：
评估材料的本质韧性：特别适用于评价塑性较好的金属材料，如低碳钢、铝合金、铜合金等。对于这些材料，无缺口冲击能更真实地反映其承受冲击载荷的能力。
质量控制与材料比对：在来料检验或工艺变更（如热处理、焊接）后，通过测试冲击能量的变化，来快速判断材料韧性的波动。
焊接工艺评定：用于评估焊接接头（包括焊缝、热影响区）的整体韧性。
与缺口试验对比研究：通过对比同一材料的无缺口与缺口冲击功，可以定量评估该材料对缺口的敏感性。缺口敏感性 = (无缺口冲击功 - 缺口冲击功) / 无缺口冲击功。该值越大，说明材料对缺口越敏感，越容易发生脆断。
五、注意事项
试样代表性：取样方向和位置需符合产品标准规定。
尺寸精度：试样的尺寸必须精确，否则会严重影响结果。
温度控制：材料的韧性对温度非常敏感，尤其是体心立方金属（如钢）存在韧脆转变温度。测试必须在规定的温度下进行，或进行系列温度冲击试验。
设备能力：摆锤的初始能量选择要合适，确保试样吸收的能量在摆锤可用能量的10%-80%之间。
安全防护：冲击试验瞬间完成，能量巨大，操作时必须使用安全罩，防止碎屑飞溅。
