低温脆性冲击试验机的五大核心问题

Q1：低温脆性冲击试验机的基本原理和核心目的是什么？

低温脆性冲击试验机用于测定材料在低温下由韧性转变为脆性的临界温度（脆性温度）。其原理是将试样浸入可控低温介质（如无水乙醇）中冷冻，随后以标准速度进行机械冲击，观察试样是否发生脆性断裂。

试验目的包括：

脆性温度判定：确定材料在低温冲击下不破坏的最低温度或50%试样破坏的温度。

材料性能评估：通过对比不同配方或工艺的脆性温度，优化材料耐寒性设计。

失效风险预测：模拟实际低温环境下的材料行为，预防因脆裂导致的部件失效（如密封件开裂、电子外壳破裂等）。

Q2：低温脆性测试中“脆性温度”与“50%脆性温度”有何区别？

两者均表征材料低温性能，但定义与适用场景不同：

脆性温度（Brittleness Temperature）：

定义：试样在冲击下完全不破坏的最高温度（如10个试样均未断裂）。

适用标准：ISO 812程序A、GB/T 1682单试样法。

应用场景：材料质量控制（如橡胶密封圈批次检验）。

50%脆性温度（50% Brittleness Temperature）：

定义：半数试样破坏的温度，通过多试样法统计得出。

适用标准：ISO 812程序B、GB/T 15256多试样法。

优势：反映材料失效概率，更贴近实际应用。

案例对比：航空密封件要求脆性温度≤-55℃（零容忍失效）；汽车门把手可采用50%脆性温度≤-40℃，允许少量失效。

Q3：如何根据测试需求选择单试样法与多试样法？

选择依据测试目的、效率及成本多方面做选择：

单试样法（GB/T 1682）：

流程：逐次测试单个试样，调整温度直至确定脆性温度区间（“至少两个试样不破坏”与“至少一个试样破坏”的最高温度差值≤1℃）。

优势：耗材少（仅需5-10个试样），适合研发初期小批量筛选。

局限：耗时长（反复降温），单次一个试样，不适合批量试验。

多试样法（GB/T 15256）：

流程：单次冷冻5个试样，冲击后统计破坏率计算50%脆性温度。

优势：效率高（单次完成5个试样），支持概率分析。

Q4：低温脆性冲击试验机在应用案例有哪些？

低温脆性冲击试验机是材料科学领域不可或缺的测试仪器，专门用于测定橡胶、塑料等弹性材料在低温环境下的脆性临界温度……

1、汽车零部件测试‌

评估发动机密封橡胶件在低温（如-70℃）下的抗冲击性能，验证其在寒冷环境中的密封可靠性。

测试塑料内饰件（如仪表盘、门把手）的低温脆化温度，避免材料在寒冷气候下出现开裂问题。

2、电子通信行业‌

分析5G设备外壳材料的低温脆性，确保极端气候下设备的物理稳定性。

验证手机硅胶按键在-40℃环境中的柔韧性衰减程度，优化材料配方。

3、‌航空航天领域‌

测定航空橡胶密封圈在太空模拟低温（-100℃）下的脆化临界温度，保障航天器部件安全性。

测试复合材料的低温层间结合强度，预防极端温度下的结构失效。

4、材料科学研究‌

对比不同配方的硫化橡胶脆性温度，筛选耐寒性能最优的工业材料‌。

5、材料检测单位等

 Q5：如何规范操作低温脆性冲击试验机？

为确保脆性冲击试验机的正常运行和数据的准确性，小编提供试验操作规程供大家参考……

1、试样制备：

使用材料制样仪器加工脆性冲击试样

试样尺寸：

塑料：（长*宽*厚）

A：20.0±0.25mm*2.5±0.1mm*2.0±0.1mm 

B：31.75±6.35mm*6.35±0.51mm*1.91±0.13mm

橡胶：（长*宽*厚）

多试样法：25~40mm*6±1mm*2±0.2mm

单试样法：25±0.5mm*6±0.5mm*2±0.3mm

2、介质注入：

向冷却槽中加入适量的冷却介质（例如无水乙醇），并确保冷却介质没过铜管。

 3、打开试验机设备：

在确认电源在规定的电压下及接地安全后，且设备各部分正常情况下打开“电源”开关。

 4、冷冻与冲击：

设定温度（如-70℃），启动制冷，当达到设定温度时，自动报警装置发出声响，恒温记时器开始记时，显示恒温时间；

夹持试样（防过紧/松），冷冻3.0±0.5min；

冲击结束后，观察冲击结果。

 5、结果判定：

 ♦塑料：

取下试样，逐个检查试样是否破损。即试样彻底被分成两段或更多部分,或者可见试样上带有裂痕，如果试样没有完全分离，可以沿着冲击所造成的弯曲方向把试样弯至90℃，然后检查弯曲部分的裂缝。记录试样破损数目和试验温度。以2℃或5℃的温度间隔升高或降低温度，直到测出没有试样破损时的最低温度和试样全部破损时最高温度；

 ♦橡胶：

单试样法：取下试样，停放至少30s后擦去试样表面残液并将试样按冲击方向弯曲成180°，在明亮的光线下仔细观察有无破坏并记录。当试样发生破坏时应记录具体破坏现象。如出现破坏，应提高冷冻介质的温度，否则降低温度，直至找到“至少两个试样不破坏”与“至少一个试样破坏”的最高温度，差值≤1℃时结束实验；

多试样法：取下试样，检查每个试样确定是否破坏。试样出现任何一个肉眼可见的裂缝或小孔或完全断裂视为被破坏。当试样没有完全断裂时，将试样沿着冲击方向弯曲成90°，在弯曲处检查试样的破坏情况。若试样破坏，温度升高10℃重新做一组试验，否则降低温度，直至试样无破坏为止。再以2℃的温度间隔控制升温或降温，直至测出一组试样无破坏的最低温度，记录此温度为脆性温度。

注意事项 

冲击唯一性：每个试样仅冲击一次，避免预损伤；

设备维护：定期校准冲击速度，保证试样清洁无碎屑，禁止擅自调节气缸压力。