Schlagprüfung nach Charpy — ISO 148-1 / ASTM E23

Was ist Schlag?

Der Schlagversuch nach Charpy ist ein Test, bei dem eine standardmäßig gekerbte Probe mit einem einzigen Schlag mit einem Pendelhammer gebrochen wird. Dabei werden die bis zum Bruch absorbierte Energie, der Prozentsatz des duktilen Bruchs auf der Bruchfläche und die seitliche Ausdehnung bestimmt.

Zweck von Schlag

Der Zweck besteht darin, die Sprödbruchbeständigkeit des Materials bei einer bestimmten Temperatur zu überprüfen; Dies ist besonders wichtig für Strukturen, die bei niedrigen Temperaturen betrieben werden.

Bei welchen Produkten wird Schlag angewendet?

Bau- und Druckbehälterstähle
Pipeline-Stähle
Schweißverbindungen
Tieftemperaturanwendungen

In welchen Branchen wird Schlag eingesetzt?

MetallStahlBergbauMaschinenÖl und Gas

Normen zu Schlag

ISO 148-1
ASTM E23
ASTM A370
ISO 9016 (Schweißen)

Prüfbedingungen für Schlag

Probe: 10 mm × 10 mm × 55 mm Standard-Charpy-Probe; Es werden Exemplare in Untergröße definiert
Kerbe: V- oder U-Kerbe; im Standard definierte Geometrie
Temperatur: In der Spezifikation definiert; im Allgemeinen bei niedriger Temperatur
Gemessene Mengen: Absorbierte Energie, Prozentsatz des duktilen Bruchs, seitliche Ausdehnung

Prüfgerät für Schlag

Kalibrierte Charpy-Schlagprüfmaschine
Temperierendes Bad
Kalibriertes Kerbmesssystem
Probenbearbeitungstisch

Probenanforderungen für Schlag

Die Kerbgeometrie muss vollständig der Norm entsprechen
Die Probe muss für die definierte Dauer auf der Konditionierungstemperatur gehalten werden
Die Probe muss innerhalb der in der Norm festgelegten Zeit nach der Entnahme aus dem Bad gebrochen sein
Ein Standardset besteht aus drei Exemplaren

Dauer von Schlag

In der Regel 2–4 Tage, einschließlich Probenbearbeitung und Konditionierung.

Ablauf von Schlag

1Die Proben werden gemäß der Norm bearbeitet und gekerbt.
2Die Kerbgeometrie ist überprüft.
3Die Proben werden bei der Prüftemperatur konditioniert.
4Jede Probe wird innerhalb der definierten Zeit gebrochen.
5Energie, Duktil-Bruch-Verhältnis und seitliche Ausdehnung werden aufgezeichnet.
6Es werden der eingestellte Durchschnitt und der niedrigste Wert ausgewertet.

Annahmekriterien für Schlag

Als Akzeptanzkriterium wird in der Produktnorm der festgelegte Mittelwert und eine Mindestenergie für eine einzelne Probe angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Kleine Abweichungen in der Kerbgeometrie verändern das Ergebnis deutlich. Für Proben kleinerer Größe erfordert die Spezifikation möglicherweise eine Skalierung des Energiewerts; Diese Konvertierung muss gemäß der Norm durchgeführt werden.

Prüfbericht zu Schlag

Standard angewendet
Probengröße, Kerbentyp und -richtung
Testtemperatur
Energie jeder Probe und der eingestellte Durchschnitt
Duktiles Bruchverhältnis und seitliche Ausdehnung

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Metall- und Metallurgieprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Schlag gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Metall- und metallurgische Prüfungen ermitteln, welche Last ein Metall oder eine Schweißverbindung tragen kann, wie es versagt und wie seine innere Struktur aussieht. Das Ergebnis dieser Familie betrifft oft nicht das Produkt selbst, sondern die Identität des WERKSTOFFS: Entspricht der Stahl wirklich der angegebenen Güte, liefert die Schweißnaht die vom Design angenommene Festigkeit, enthält der Guss einen unzulässigen inneren Fehler?

Die praktische Bedeutung des Bereichs ergibt sich daraus, dass ein Metallteil selten allmählich versagt. Ein Kunststoffteil verformt sich, altert, reißt und gibt meist eine Vorwarnung. Eine Schweißnaht oder ein Verbindungselement hingegen bricht oft ohne Vorwarnung — besonders bei Ermüdung und Sprödbruch. Deshalb ist Materialprüfung in Bereichen wie Druckgeräten, Hebezeugen, Baustahl und Rohrleitungen eine Anforderung der VORSCHRIFT und nicht des Designs.

Die Familie vereint drei Methodengruppen, von denen jede eine andere Frage beantwortet. Mechanische Prüfungen quantifizieren das Verhalten des Werkstoffs unter Last. Zerstörungsfreie Prüfung sucht nach Fehlern, ohne das Teil zu beschädigen. Metallografie und chemische Analyse erklären, warum sich der Werkstoff so verhält — über Korngefüge, Phasenverteilung, Einschlussgehalt und Legierungszusammensetzung.

Das Abnahmekriterium dieser Prüfungen stammt fast nie aus der Prüfnorm, und das ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Die Prüfnorm sagt, wie die Messung durchzuführen ist; die zulässigen Werte stammen aus der Produktnorm, der Werkstoffgüte oder dem Fertigungskodex. ISO 6892-1 sagt, wie man einen Zugversuch durchführt; EN 10025 sagt, welche Streckgrenze dieser Stahl liefern muss. Beim Lesen eines Berichts ist entscheidend, gegen welche Produktnorm bewertet wurde.

Die Probenahme ist in diesem Bereich untrennbar mit dem Ergebnis verbunden. Zwei Proben aus derselben Schmelze können je nach Entnahmerichtung und -ort unterschiedliche Werte liefern; bei Walzprodukten liefern Proben parallel und quer zur Walzrichtung unterschiedliche Ergebnisse. Produktnormen regeln daher auch Entnahmeort und -richtung, und der Bericht muss dies dokumentieren.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanische Tests
Zug-, Druck-, Biege-, Kerbschlag- (Charpy), Härte- (Brinell, Vickers, Rockwell), Ermüdungs-, Kriech- und Bruchzähigkeitsprüfung. Diese liefern das Verhalten des Werkstoffs unter Last in Zahlenform.
Zerstörungsfreie Prüfung
Durchstrahlungsprüfung, Ultraschallprüfung, Eindringprüfung, Magnetpulverprüfung und Sichtprüfung. Sie sucht Oberflächen- und innere Fehler, ohne das Teil zu beschädigen, und ist ein unverzichtbarer Schritt bei geschweißten Konstruktionen.
Metallografie
Probenvorbereitung, Ätzung und mikroskopische Untersuchung. Beurteilt werden Korngröße, Phasenverteilung, Einschlussgehalt, Einsatzhärtetiefe und die Wärmeeinflusszone der Schweißung.
Chemische Analyse
Die Legierungszusammensetzung wird mittels optischer Emissionsspektrometrie und Nasschemie verifiziert; die Bestätigung der Werkstoffgüte läuft über diesen Schritt.
Korrosionsverhalten
Salzsprühnebel-, Lochfraß- und Spaltkorrosions- sowie interkristalline Korrosionsprüfungen. Bei nichtrostenden Stählen können diese die Qualität der Wärmebehandlung anzeigen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Werkstoffzertifikat (wie EN 10204 3.1) ist kein Prüfbericht; es ist die Erklärung des Herstellers. Bei kritischen Anwendungen wird eine unabhängige Verifizierung durchgeführt, und beides darf nicht verwechselt werden.
ASTM- und ISO-Zugversuche messen dieselben Größen, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt äquivalent, angewendet wird, was die Spezifikation verlangt.
Umrechnungstabellen zwischen Härte und Festigkeit sind NÄHERUNGSWEISE. Die Berechnung der Streckgrenze aus der Härte ist kein ausreichender Nachweis für die Werkstoffabnahme.
Bei der zerstörungsfreien Prüfung bedeutet "kein Fehler gefunden" nicht, dass kein Fehler vorhanden ist; Fehler unterhalb der Nachweisgrenze der Methode können vorhanden sein. Der Bericht muss die angewandte Methode und die Empfindlichkeitsstufe angeben.
Das Bestehen einer Schweißnaht zeigt nicht, dass der Schweißer oder das Verfahren qualifiziert ist; das sind getrennte Prozesse.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Prüfung des Werkstoffzertifikats und Wareneingangsprüfung
Freigabe der Schweißkonstruktion; Schweißer- und Verfahrensqualifikation
Fertigungskontrolle von Druckgeräten und Baukomponenten
Schadensanalyse und Ermittlung der Grundursache von Feldschäden
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Schlag

Warum sind drei Exemplare gebrochen?

Aufprallenergie weist von Natur aus Streuung auf. Normen definieren daher sowohl den Durchschnitt eines Satzes mit drei Proben als auch einen separaten Mindestwert für eine einzelne Probe.

Schlag