Τι είναι η Κρούση Charpy;
Στη δοκιμή Charpy, ένα δείγμα με εγκοπή τοποθετείται οριζόντια σε δύο στηρίγματα και χτυπιέται από ένα σφυρί εκκρεμούς από την όψη απέναντι από την εγκοπή. Η ενέργεια που χάνεται από το εκκρεμές είναι η ενέργεια που απορροφάται κατά τη θραύση του δείγματος, που διαβάζεται σε joule. Το δείγμα είναι οριζόντιο και στηρίζεται και στα δύο άκρα — αυτό είναι που το διακρίνει από τη δοκιμή Izod.
Σκοπός της Κρούση Charpy
Ο σκοπός είναι να αξιολογηθεί η συμπεριφορά του υλικού σε θραύση και η ολκιμότητα του υπό ξαφνική φόρτιση. Όταν επαναλαμβάνεται σε διαφορετικές θερμοκρασίες, προσδιορίζεται το εύρος θερμοκρασίας όπου το υλικό μεταβαίνει σε εύθραυστη συμπεριφορά. Αυτές είναι αποφασιστικές πληροφορίες για χάλυβες που προορίζονται για ψυχρά κλίματα.
Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Κρούση Charpy;
- Δομικοί χάλυβες και χάλυβες δοχείων πίεσης
- Δείγματα ζώνης συγκόλλησης και θερμότητας
- Χάλυβες αγωγών
- Χύτευση και σφυρηλάτηση
- Δομικά στοιχεία που λειτουργούν σε χαμηλή θερμοκρασία
Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Κρούση Charpy;
Πρότυπα σχετικά με τη Κρούση Charpy
- ISO 148-1 (μεταλλικά υλικά — Δοκιμή κρούσης εκκρεμούς Charpy)
- ASTM E23 (δοκιμή κρούσης οδοντωτής ράβδου μεταλλικών υλικών)
- EN 10045 (αντικαταστάθηκε από το ISO 148-1, εξακολουθεί να αναφέρεται σε παλαιότερες προδιαγραφές)
- ISO 179-1 (Charpy κρούση για πλαστικά)
Συνθήκες της Κρούση Charpy
- Δείγμα
- Τυπική ράβδος διατομής. Με εγκοπή V ή U
- Τύπος εγκοπής
- Αναφέρεται στις προδιαγραφές. Η εγκοπή V είναι συνηθισμένη για μεταλλικά υλικά
- Θερμοκρασία δοκιμής
- Από την προδιαγραφή? το δείγμα ρυθμίζεται εάν απαιτείται χαμηλή θερμοκρασία
- Μετρημένες ποσότητες
- Απορροφούμενη ενέργεια (J), πλευρική διαστολή, ποσοστό όλκιμο κάταγμα στην επιφάνεια του κατάγματος
Εξοπλισμός για τη Κρούση Charpy
- Κρουστικό μηχάνημα εκκρεμούς Charpy με βαθμονομημένο σφυρί
- Μηχανή κοπής δειγμάτων και προβολέας ελέγχου εγκοπών
- Κλιματιζόμενο μπάνιο και θερμόμετρο χαμηλής θερμοκρασίας
- Λαβίδες μεταφοράς δείγματος (περιορισμός της απώλειας θερμοκρασίας)
- Ρύθμιση εξέτασης επιφάνειας κατάγματος
Απαιτήσεις δείγματος για τη Κρούση Charpy
- Το δείγμα πρέπει να κατεργαστεί σε τυπικές διαστάσεις και να ελεγχθεί η γεωμετρία της εγκοπής.
- Η θέση και ο προσανατολισμός της δειγματοληψίας (διαμήκης/εγκάρσια) επιλέγονται σύμφωνα με το πρότυπο υλικού.
- Συνήθως ελέγχονται σετ τριών δειγμάτων.
- Στη δοκιμή χαμηλής θερμοκρασίας, το δείγμα πρέπει να σπάσει εντός του καθορισμένου χρόνου μετά τη μεταφορά.
- Για συγκολλημένα δείγματα, πρέπει να αναφέρεται η θέση της εγκοπής (συγκόλληση, HAZ, βασικό μέταλλο).
Διάρκεια της Κρούση Charpy
Ένα μόνο διάλειμμα διαρκεί δευτερόλεπτα. Η συνολική διάρκεια εξαρτάται από την κατεργασία του δείγματος, την εγκοπή και την προετοιμασία σε χαμηλή θερμοκρασία. Εάν απαιτείται καμπύλη μετάβασης, τα σύνολα δοκιμάζονται σε πολλές θερμοκρασίες.
Διαδικασία της Κρούση Charpy
- 1Τα δείγματα επεξεργάζονται σε τυπικές διαστάσεις και έχουν εγκοπές.
- 2Η γεωμετρία των εγκοπών ελέγχεται.
- 3Το δείγμα ρυθμίζεται εάν απαιτείται θερμοκρασία δοκιμής.
- 4Το δείγμα τοποθετείται στα στηρίγματα με την εγκοπή στραμμένη μακριά από τον επιθετικό.
- 5Το εκκρεμές απελευθερώνεται και το δείγμα σπάει.
- 6Διαβάζεται η απορροφούμενη ενέργεια. αξιολογείται η πλευρική διαστολή και η επιφάνεια του κατάγματος.
- 7Αναφέρονται ο καθορισμένος μέσος όρος και οι μεμονωμένες τιμές.
Κριτήρια αποδοχής της Κρούση Charpy
Το πρότυπο της μεθόδου ορίζει τον τρόπο με τον οποίο εκτελείται η δοκιμή και όχι το αποτέλεσμα. Το όριο αποδοχής προέρχεται από το πρότυπο υλικού, τις προδιαγραφές του προϊόντος ή το τεχνικό σχέδιο του πελάτη. Αυτή η σελίδα επομένως δεν δίνει αριθμητικό όριο.
Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
Η αξιολόγηση βασίζεται συνήθως στον καθορισμένο μέσο όρο και σε ένα κατώτερο όριο ενός δείγματος. και τα δύο ορίζονται στο πρότυπο υλικού. Η αναλογία όλκιμο/εύθραυστο στην επιφάνεια της θραύσης και η πλευρική διαστολή είναι πρόσθετες πληροφορίες που υποστηρίζουν την ενεργειακή αξία.
Έκθεση της Κρούση Charpy
- Ταυτοποίηση δείγματος, τύπος υλικού και αριθμός χυτεύσεως/παρτίδας, εάν υπάρχουν
- Γεωμετρία, διαστάσεις και μέθοδος προετοιμασίας δείγματος
- Εφαρμόστηκαν τυπικές και συνθήκες δοκιμής
- Θερμοκρασία δοκιμής και συνθήκες περιβάλλοντος
- Μετρημένες τιμές και υπολογισμένες ποσότητες
- Φωτογραφίες επιφανειών κατάγματος ή εσοχών (όπου υπάρχει)
- Αβεβαιότητα μέτρησης (εάν ζητηθεί)
- Δήλωση ότι το αποτέλεσμα ισχύει μόνο για το δείγμα που υποβάλλεται για δοκιμή
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 εξουσιοδοτήσειςΣχετικοί Κανονισμοί
- EN 10204 (έγγραφα ελέγχου για μεταλλικά προϊόντα)
- ΕΕ 305/2011 Κανονισμός προϊόντων δομικών κατασκευών (για προϊόντα που χρησιμοποιούνται στις κατασκευές)
- Εναρμονισμένα πρότυπα που εφαρμόζονται σύμφωνα με την οικογένεια προϊόντων
Mekanik Testler — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;
Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Κρούση 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 Κρούση Charpy
Σε τι διαφέρει το Charpy από το Izod;
Στο Charpy, το δείγμα είναι οριζόντιο και στηρίζεται και στα δύο άκρα και η κρούση προέρχεται από το πρόσωπο απέναντι από την εγκοπή. Στο Izod, το δείγμα είναι κατακόρυφο, σφιγμένο στο ένα άκρο και η κρούση εφαρμόζεται στην πλευρά της εγκοπής. Τα αποτελέσματα δεν μπορούν να μετατραπούν μεταξύ των δύο.
Γιατί γίνεται σε χαμηλή θερμοκρασία;
Πολλοί χάλυβες μεταβαίνουν από όλκιμο σε εύθραυστο καθώς πέφτει η θερμοκρασία. Η προδιαγραφή απαιτεί την τήρηση μιας συγκεκριμένης ενεργειακής τιμής στη χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία θα χρησιμοποιηθεί το προϊόν. η δοκιμή γίνεται σε αυτή τη θερμοκρασία.













