Charpy چیست؟
تست ضربه چارپی یک آزمایش دینامیکی است که در آن انرژی جذب شده در حین شکستن یک نمونه دارای بریدگی V یا U توسط چکش آونگی اندازه گیری می شود. چقرمگی ماده را تحت بارگذاری ناگهانی و رفتار انتقال شکننده به شکل پذیر آن را نشان می دهد.
هدف Charpy
هدف تعیین عددی مقاومت مواد در برابر بارهای ضربه ای و ارزیابی خطر شکستگی شکننده، به ویژه در دماهای پایین است.
Charpy بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- فولادهای سازه ای
- اتصالات جوش داده شده و منطقه تحت تأثیر حرارت
- مواد مخزن تحت فشار
- فولادهای خط لوله
- ریخته گری و آهنگری
Charpy در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با Charpy
- ISO 148-1
- ASTM E23
- EN 10045
شرایط Charpy
- مقطع نمونه
- 10 میلی متر × 10 میلی متر (استاندارد)؛ یک اصلاح برای نمونه های زیر اندازه اعمال می شود
- نوع ناچ
- بریدگی V (2 میلی متر عمق، 45 درجه) یا U-notch
- دمای تست
- دمای اتاق یا دمای پایین طبق مشخصات (به عنوان مثال -20 درجه سانتیگراد، -40 درجه سانتیگراد)
- بازه پشتیبانی
- 40 میلی متر
تجهیزات Charpy
- دستگاه تست ضربه آونگ (چارپی)
- دستگاه شکاف بروش
- حمام با دمای پایین
- سیستم اندازه گیری دما
الزامات نمونه برای Charpy
- نمونه استاندارد 10 × 10 × 55 میلی متر
- به طور کلی سه نمونه در هر مجموعه
- جهت و محل بریدگی با توجه به مشخصات تعیین می شود
- برای نمونه های جوش محل بریدگی (فلز جوش، HAZ) باید به طور اضافی مشخص شود
مدت Charpy
خود آزمایش برای هر نمونه چند دقیقه طول می کشد. اگر دمای پایین مورد نیاز باشد، زمان تهویه اضافه می شود. کل معمولی برای یک مجموعه نصف روز کاری است.
روش اجرای Charpy
- 1نمونه ها به اندازه و بریدگی تعریف شده در استاندارد آماده می شوند.
- 2در صورت نیاز، نمونه ها در دمای آزمایش شرطی می شوند.
- 3نمونه بر روی تکیه گاه ها قرار می گیرد تا بریدگی در مقابل ضربه چکش روی صورت قرار گیرد.
- 4آونگ آزاد می شود و انرژی جذب شده خوانده می شود.
- 5سطح شکستگی بررسی می شود. نسبت شکل پذیر/شکننده و انبساط جانبی ثبت می شود.
معیارهای پذیرش Charpy
معیار پذیرش در استاندارد مواد یا محصول آمده است. به طور کلی به عنوان حداقل انرژی متوسط در یک دمای مشخص، با حد پایین تر برای یک نمونه تعریف می شود.
ارزیابی نتایج
میانگین تنظیم شده و مقادیر فردی با هم ارزیابی می شوند. ظاهر سطح شکستگی و انبساط جانبی اطلاعات بیشتری در مورد انتقال شکننده به شکل پذیر می دهد.
گزارش Charpy
- استاندارد و بازنگری کاربردی
- اندازه نمونه، نوع بریدگی و محل
- دمای تست
- انرژی جذب شده برای هر نمونه و میانگین تنظیم شده
- ارزیابی شکستگی سطح
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- استانداردهای مخازن تحت فشار و محصولات فولادی ساختاری
- جوشکاری-رویه-شرایط صلاحیت
آزمون پلاستیک — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون Charpy به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های پلاستیک رفتار مکانیکی، حرارتی و احتراقی یک ماده پلیمری را تعیین می‌کنند. برخلاف فلزات، پلاستیک‌ها ویسکوالاستیک هستند: رفتار آن‌ها به سرعت بارگذاری، دما و رطوبت بستگی دارد. از این رو، ماده یکسان در شرایط مختلف نتایج متفاوتی می‌دهد و شرایط آزمون بخش جدایی‌ناپذیر نتیجه است.
پیامد عملی ویسکوالاستیسیته این است: یک قطعه پلاستیکی تحت بار ثابت با گذشت زمان همچنان تغییر شکل می‌دهد (خزش) و تنشی که در تغییرشکل ثابت تحمل می‌کند با گذشت زمان کاهش می‌یابد (تخفیف تنش). یک اتصال پیچی شل می‌شود، یک بست نیروی گیره‌ای خود را از دست می‌دهد، یک قفسه با گذشت زمان خم می‌شود. یک آزمون کشش کوتاه‌مدت این رفتار را نشان نمی‌دهد؛ آزمون بلندمدت یا مدل شتاب‌یافته لازم است.
رفتار حرارتی محور اصلی دوم است. نرخ جریان مذاب نشان‌دهنده قابلیت فرآوری ماده و یکنواختی بین بچ‌ها است؛ دمای انحراف حرارتی و نقطه نرم‌شدن ویکات حد تقریبی دمای کارکرد را نشان می‌دهند. تحلیل حرارتی (DSC، TGA، DMA) هویت ماده را آشکار می‌کند: دمای انتقال شیشه‌ای، رفتار ذوب، بلورینگی، میزان پرکننده و دمای تجزیه.
رفتار احتراق سومین محور است و مستقیماً به استانداردهای محصول مرتبط می‌شود. کلاس UL 94 و شاخص اکسیژن حدی در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود؛ برای بدنه یک دستگاه الکتریکی کلاس خاصی لازم است، در حالی که برای یک محصول ساختمانی سیستم طبقه‌بندی دیگری اعمال می‌شود.
پیرسازی پرحذف‌ترین بخش این حوزه است. پلاستیک‌ها تحت تأثیر اشعه فرابنفش، گرما، رطوبت و اکسیژن تخریب می‌شوند: رنگ تغییر می‌کند، سطح ترک می‌خورد، مقاومت ضربه کاهش می‌یابد. برای قطعه‌ای که قرار است در فضای باز استفاده شود، آنچه اهمیت دارد مقادیر روز اول نیست بلکه مقادیر پس از پیرسازی است. تجهیزات قوس زنون و فرابنفش فلورسنت این تخریب را تسریع کرده و امکان مقایسه را فراهم می‌کنند.
خروجی این حوزه معمولاً در برگه اطلاعات ماده ثبت می‌شود و استانداردهای محصول به آن برگه ارجاع می‌دهند. اما ممکن است بین مقدار برگه اطلاعات و رفتار قطعه واقعی تفاوت وجود داشته باشد: جهت‌گیری ایجادشده حین قالب‌گیری، خطوط جوش و تنش‌های داخلی باعث می‌شود قطعه متفاوت از نمونه رفتار کند.
استفاده از محتوای بازیافتی پرسش تازه‌ای به این حوزه افزوده است. رزین بازیافتی از بچی به بچ دیگر تغییر می‌کند؛ خواص مکانیکی، رنگ و رفتار احتراق ممکن است بین بچ‌ها جابه‌جا شود. بنابراین برای تولیدکننده‌ای که از مواد بازیافتی استفاده می‌کند، کنترل مواد ورودی یک انتخاب نیست بلکه یک ضرورت است.
گروه‌های روش در این حوزه
مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شارپی و ایزود، سختی (شور)، خزش و ترک‌خوردگی تنشی محیطی.
حرارتی
شاخص جریان مذاب (MFI)، دمای انحراف حرارتی (HDT)، دمای نرم‌شدن ویکات، انبساط حرارتی خطی.
تحلیل حرارتی
دماهای انتقال و بلورینگی با DSC، ترکیب و تجزیه با TGA، رفتار مکانیکی دینامیکی با DMA.
احتراق
طبقه‌بندی UL 94، شاخص اکسیژن حدی (LOI)، آزمون‌های سیم داغ و شعله سوزنی.
پیری
پیرسازی شتاب‌یافته با قوس زنون و فرابنفش فلورسنت، پیرسازی با هوای گرم، رطوبت و چگالش.
فیزیکی
چگالی، جذب آب، محتوای خاکستر، نفوذپذیری گاز و بخار آب در فیلم و ورق.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- نتیجه آزمون پلاستیک بدون ذکر سرعت و دمای آزمون قابل تفسیر نیست؛ رفتار ویسکوالاستیک به این پارامترها بستگی دارد.
- نتیجه نمونه به‌طور مستقیم به قطعه واقعی منتقل نمی‌شود؛ جهت‌گیری قالب‌گیری و خطوط جوش تعیین‌کننده هستند.
- مقادیر HDT و ویکات دمای کارکرد نیستند؛ صرفاً نشانه‌ای تقریبی از حد بالا هستند و تحت بار اعمال نمی‌شوند.
- کلاس UL 94 به ضخامت بستگی دارد؛ ضخامت دیواره متفاوت نیازمند بازتأیید است.
- برای پلیمرهای جاذب رطوبت (مانند پلی‌آمید)، اگر شرطی‌سازی انجام نشود نتایج گمراه‌کننده خواهند بود.
- نتایج ASTM D638 و ISO 527 مستقیماً معادل نیستند. هندسه نمونه و تعاریف نرخ متفاوت است.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- انتخاب ماده و تأیید تأمین‌کننده
- برآورده‌کردن الزامات قابلیت اشتعال و حرارتی استاندارد محصول
- تأیید استفاده از محتوای بازیافتی و کنترل بچ
- کنترل فرآیند قالب‌گیری و یکنواختی بچ
- اثبات مقاومت در برابر پیرسازی برای استفاده در فضای باز
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره Charpy
تفاوت چارپی و ایزد چیست؟
هر دو تست ضربه پاندول هستند. در چارپی، نمونه افقی است و در دو نقطه نگه داشته شده است، با ضربه در مقابل شکاف. در ایزد نمونه به صورت یک کنسول به صورت عمودی گیره می شود و ضربه در سمت بریدگی اعمال می شود. نتایج را نمی توان بین این دو تبدیل کرد.
چند نمونه مورد نیاز است؟
به طور کلی یک مجموعه از سه نمونه در هر دما مورد نیاز است. اگر قرار است یک منحنی انتقال-دمای تولید شود، مجموعه هایی در چندین دما مورد نیاز است.