Φόρτωση

Μηχανικές δοκιμές · Δυναμικές Δοκιμές

Charpy

ISO 148-1ASTM E23EN 10045
Mekanik Testler εργαστηριακές εργασίες

Τι είναι η Charpy;

Η δοκιμή πρόσκρουσης Charpy είναι μια δυναμική δοκιμή στην οποία μετράται η ενέργεια που απορροφάται ενώ ένα δείγμα με εγκοπή V ή U θραύεται από ένα σφυρί εκκρεμούς. Δείχνει τη σκληρότητα του υλικού σε ξαφνική φόρτιση και τη συμπεριφορά μετάβασης από εύθραυστο σε όλκιμο.

Σκοπός της Charpy

Ο σκοπός είναι να προσδιοριστεί αριθμητικά η αντίσταση του υλικού σε κρουστικά φορτία και να εκτιμηθεί ο κίνδυνος εύθραυστου σπασίματος, ιδιαίτερα σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Charpy;

  • Δομικοί χάλυβες
  • Συγκολλημένοι σύνδεσμοι και η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα
  • Υλικά δοχείων υπό πίεση
  • Χάλυβες αγωγών
  • Χύτευση και σφυρηλάτηση

Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Charpy;

ΜέταλλοΧάλυβαςΚατασκευέςΠετρέλαιο & ΑέριοΝαυτιλία

Πρότυπα σχετικά με τη Charpy

  • ISO 148-1
  • ASTM E23
  • EN 10045

Συνθήκες της Charpy

Διατομή δείγματος
10 mm × 10 mm (τυπικό). εφαρμόζεται διόρθωση για υπομεγέθη δείγματα
Τύπος εγκοπής
Εγκοπή V (2 mm βάθος, 45°) ή εγκοπή U
Θερμοκρασία δοκιμής
Θερμοκρασία δωματίου ή χαμηλή θερμοκρασία σύμφωνα με τις προδιαγραφές (π.χ. −20 °C, −40 °C)
Εύρος υποστήριξης
40 χλστ

Εξοπλισμός για τη Charpy

  • Μηχανή δοκιμής κρούσης εκκρεμούς (Charpy)
  • Μηχανή κοπής εγκοπών
  • Λουτρό χαμηλής θερμοκρασίας
  • Σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας

Απαιτήσεις δείγματος για τη Charpy

  • Τυπικό δείγμα 10 × 10 × 55 mm
  • Γενικά τρία δείγματα ανά σετ
  • Ο προσανατολισμός και η θέση της εγκοπής καθορίζονται σύμφωνα με τις προδιαγραφές
  • Για τα δείγματα συγκόλλησης η θέση της εγκοπής (μέταλλο συγκόλλησης, HAZ) πρέπει να προσδιορίζεται επιπλέον

Διάρκεια της Charpy

Η ίδια η δοκιμή διαρκεί λίγα λεπτά ανά δείγμα. Εάν απαιτείται χαμηλή θερμοκρασία, προστίθεται χρόνος προετοιμασίας. το τυπικό σύνολο για ένα σετ είναι μισή εργάσιμη ημέρα.

Διαδικασία της Charpy

  1. 1Τα δείγματα προετοιμάζονται στο μέγεθος και την εγκοπή που ορίζονται στο πρότυπο.
  2. 2Εάν απαιτείται, τα δείγματα προετοιμάζονται στη θερμοκρασία δοκιμής.
  3. 3Το δείγμα τοποθετείται στα στηρίγματα έτσι ώστε η εγκοπή να βρίσκεται στην όψη απέναντι από την κρούση του σφυριού.
  4. 4Το εκκρεμές απελευθερώνεται και διαβάζεται η απορροφούμενη ενέργεια.
  5. 5Εξετάζεται η επιφάνεια του κατάγματος. καταγράφεται ο λόγος όλκιμο/εύθραυστο και η πλευρική διαστολή.

Κριτήρια αποδοχής της Charpy

Το κριτήριο αποδοχής δίνεται στο πρότυπο υλικού ή προϊόντος. ορίζεται γενικά ως η ελάχιστη μέση ενέργεια σε μια καθορισμένη θερμοκρασία, με ένα χαμηλότερο όριο για ένα μόνο δείγμα.

Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων

Ο καθορισμένος μέσος όρος και οι μεμονωμένες τιμές αξιολογούνται μαζί. Η εμφάνιση της επιφάνειας του κατάγματος και η πλευρική διαστολή δίνουν πρόσθετες πληροφορίες για τη μετάβαση από εύθραυστο σε όλκιμο.

Έκθεση της Charpy

  • Εφαρμοσμένο πρότυπο και αναθεώρηση
  • Μέγεθος δείγματος, τύπος εγκοπής και θέση
  • Θερμοκρασία δοκιμής
  • Απορροφούμενη ενέργεια για κάθε δείγμα και ο καθορισμένος μέσος όρος
  • Αξιολόγηση θραύσης-επιφανείας

Διαπίστευση

Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.

Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.

Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσεις

Σχετικοί Κανονισμοί

  • Πρότυπα για δοχεία πίεσης και δομικό χάλυβα
  • Απαιτήσεις συγκόλλησης-διαδικασίας-προσόντων

Mekanik Testler — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;

Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Charpy· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.

Οι μηχανικές δοκιμές μετρούν πώς συμπεριφέρεται ένα υλικό ή εξάρτημα υπό δύναμη. Η οικογένεια εκτείνεται από στατική φόρτιση (εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη) έως εξαρτώμενη από τον χρόνο συμπεριφορά (κόπωση, ερπυσμός), και από σκληρότητα και φθορά έως δυσθραυστότητα.

Το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των δοκιμών είναι ότι το αποτέλεσμα αναφέρεται ως ιδιότητα υλικού. Το όριο διαρροής ή η σκληρότητα δεν είναι απόφαση συμμόρφωσης· είναι αριθμητικά δεδομένα με τα οποία θα συγκριθεί ο σχεδιασμός και το πρότυπο προϊόντος. Οι εκθέσεις μηχανικών δοκιμών επομένως συνήθως αποτελούν είσοδο για μηχανική απόφαση παρά για έγκριση προϊόντος — επιλογή υλικού, συντελεστής ασφαλείας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής.

Η διάκριση μεταξύ στατικής και δυναμικής συμπεριφοράς είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Ένα εξάρτημα μπορεί να φαίνεται εντελώς αφόρτιστο υπό στατικό φορτίο αλλά να σπάει υπό επαναλαμβανόμενη φόρτιση· η θραύση κόπωσης συμβαίνει σε τάσεις πολύ κάτω από το όριο διαρροής και δεν δίνει προειδοποίηση. Για περιστρεφόμενα, δονούμενα ή κυκλικά φορτιζόμενα εξαρτήματα, μια δοκιμή εφελκυσμού μόνη της δεν αποτελεί επομένως επαρκές αποδεικτικό στοιχείο.

Οι συνθήκες δοκιμής καθορίζουν το αποτέλεσμα, και αυτό είναι κρίσιμο για την αναγνωσιμότητα της έκθεσης: γεωμετρία δοκιμίου, ρυθμός φόρτισης, θερμοκρασία, ρύθμιση συνθηκών και διάταξη σύσφιξης. Το ίδιο υλικό δίνει διαφορετικές τιμές υπό διαφορετικές συνθήκες. Στα πλαστικά η επίδραση ρυθμού είναι πολύ έντονη, στα μέταλλα η επίδραση θερμοκρασίας· στα σύνθετα ο προσανατολισμός του δοκιμίου αλλάζει εντελώς το αποτέλεσμα.

Η σκληρότητα είναι η πιο κακώς χρησιμοποιούμενη μέτρηση στον τομέα. Επειδή είναι γρήγορη, σχεδόν μη καταστροφική και φθηνή, χρησιμοποιείται συχνά αντί της αντοχής. Υπάρχουν πίνακες μετατροπής σκληρότητας σε αντοχή, αλλά είναι κατά προσέγγιση και εξαρτώνται από την ομάδα υλικού· η χρήση τους ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού είναι λανθασμένη.

Η πλευρά της μηχανικής θραύσης απαιτεί ειδική επάρκεια. Οι μετρήσεις δυσθραυστότητας και ρυθμού ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης καθιστούν δυνατό τον υπολογισμό πόσο θα αντέξει μια ρηγματωμένη κατασκευή· αποτελούν τη βάση του σχεδιασμού ανοχής βλάβης σε τομείς όπως εξοπλισμός υπό πίεση, αεροπορικές κατασκευές και αγωγοί.

Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα

  • Στατικές δοκιμές

    Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, διάτμηση και στρέψη. Λαμβάνονται όριο διαρροής και αντοχή σε εφελκυσμό, επιμήκυνση και μέτρο ελαστικότητας.

  • Δοκιμές κρούσης

    Κρούση εντομής Charpy και Izod· η συμπεριφορά μετάβασης εύθραυστου-όλκιμου του υλικού καθορίζεται συναρτήσει της θερμοκρασίας.

  • Σκληρότητα

    Brinell, Vickers, Rockwell, Shore και μικροσκληρότητα. Πολύτιμη για το βάθος επεξεργασίας επιφάνειας και τοπικές διαφορές αντοχής.

  • Κόπωση

    Αξονική κόπωση ελεγχόμενη από δύναμη και παραμόρφωση, κόπωση κάμψης· καμπύλες S-N και όριο αντοχής.

  • Ερπυσμός και χαλάρωση τάσης

    Συμπεριφορά υπό μακροχρόνιο φορτίο σε υψηλή θερμοκρασία· καθοριστική για υλικά λεβήτων, στροβίλων και εξοπλισμού υπό πίεση.

  • Μηχανική θραύσης

    Δυσθραυστότητα επίπεδης παραμόρφωσης, ολοκλήρωμα J, CTOD και ρυθμός ανάπτυξης ρωγμής κόπωσης.

  • Φθορά και τριβή

    Φθορά Taber και περιστρεφόμενου τυμπάνου, μετρήσεις συντελεστή τριβής.

Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα

  • Ο υπολογισμός αντοχής από σκληρότητα είναι κατά προσέγγιση· δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μόνο αποδεικτικό στην αποδοχή υλικού.
  • Η επαρκής στατική αντοχή δεν αποδεικνύει την αντοχή σε κόπωση· ένα κυκλικά φορτιζόμενο εξάρτημα απαιτεί ξεχωριστή δοκιμή.
  • Αν δεν αναφέρονται ο ρυθμός δοκιμής και η θερμοκρασία, το αποτέλεσμα δεν είναι συγκρίσιμο — ιδίως σε πολυμερή και σύνθετα υλικά.
  • Ένα δοκίμιο δοκιμής και το πραγματικό εξάρτημα ενδέχεται να μην δίνουν την ίδια τιμή· ο προσανατολισμός καλουπιού, οι γραμμές συγκόλλησης και οι διαφορές επιφανειακής επεξεργασίας έχουν όλες επίδραση.
  • Μια τιμή αντοχής που δίνεται για ένα σύνθετο υλικό χωρίς αναφορά στον προσανατολισμό του δοκιμίου είναι χωρίς νόημα.
  • Τα αντίστοιχα ASTM και ISO μετρούν το ίδιο μέγεθος αλλά χρησιμοποιούν διαφορετική γεωμετρία δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα.

Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα

  • Επαλήθευση σχεδιασμού και επιλογή υλικού
  • Έλεγχος εισερχόμενου υλικού και έγκριση προμηθευτή
  • Πλήρωση των μηχανικών απαιτήσεων του προτύπου προϊόντος
  • Ανάλυση αστοχίας, πρόβλεψη διάρκειας ζωής και υπολογισμός ανοχής βλάβης
  • Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας

Σχετικά τεστ

Συχνές ερωτήσεις για τη Charpy

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Charpy και Izod;

Και οι δύο είναι δοκιμές κρούσης εκκρεμούς. Στο Charpy το δείγμα είναι οριζόντιο και στηρίζεται σε δύο σημεία, με την κρούση να χτυπά απέναντι από την εγκοπή. στο Izod το δείγμα συσφίγγεται κατακόρυφα ως πρόβολος και η κρούση εφαρμόζεται στην πλευρά της εγκοπής. Τα αποτελέσματα δεν μπορούν να μετατραπούν μεταξύ των δύο.

Πόσα δείγματα απαιτούνται;

Απαιτείται γενικά ένα σετ τριών δειγμάτων ανά θερμοκρασία. Εάν πρόκειται να δημιουργηθεί μια καμπύλη θερμοκρασίας μετάπτωσης, απαιτούνται ρυθμίσεις σε πολλές θερμοκρασίες.

Χρησιμοποιούμε τα cookies που απαιτούνται για τη λειτουργία του ιστότοπου. Με τη συγκατάθεσή σας προσθέτουμε και ένα cookie ανάλυσης για να κατανοήσουμε πώς χρησιμοποιούνται οι σελίδες. Πολιτική cookies