Charpy是什麼？
夏比衝擊試驗是一種動態試驗，測量用擺錘破壞 V 形或 U 形缺口樣品時吸收的能量。它顯示了材料在突然加載下的韌性及其從脆性到延性的轉變行為。
Charpy的目的
目的是透過數值確定材料對衝擊載荷的抵抗力並評估脆性斷裂的風險，特別是在低溫下。
Charpy適用於哪些產品？
- 結構鋼
- 焊接接頭及熱影響區
- 壓力容器材料
- 管線鋼
- 鑄件和鍛造件
Charpy應用於哪些行業？
與Charpy相關的標準
- ISO 148-1
- ASTM E23
- EN 10045
Charpy的測試條件
- 試樣橫斷面
- 10毫米×10毫米（標準）；對小尺寸樣本進行修正
- 缺口型
- V 型槽口（2 毫米深，45°）或 U 型槽口
- 測試溫度
- 室溫或符合規範的低溫（例如-20°C、-40°C）
- 支撐跨距
- 40毫米
Charpy的測試設備
- 擺錘衝擊試驗機（夏比）
- 缺口拉床
- 低溫浴
- 測溫系統
Charpy的樣品要求
- 標準試樣10×10×55毫米
- 一般每組三個樣本
- 缺口方向和位置根據規範決定
- 對於焊接樣品，必須另外指定缺口位置（焊接金屬，HAZ）
Charpy的測試時程
每個樣本的測試本身就需要幾分鐘的時間。如果需要低溫，則增加調理時間；一組的典型總時間是半個工作天。
Charpy的測試程序
- 1樣品按照標準中定義的尺寸和槽口製備。
- 2如果需要，可以將樣品置於測試溫度下。
- 3將樣品放置在支架上，使凹口位於與鐵鎚衝擊相反的面上。
- 4釋放擺錘並讀取吸收的能量。
- 5檢查斷裂面；記錄延性/脆性比和橫向膨脹。
Charpy的允收準則
驗收標準在材料或產品標準中給出；它通常定義為指定溫度下的最小平均能量，單一樣本有下限。
結果評估
設定平均值和單一值一起評估。斷裂面的外觀和橫向擴展提供了有關脆性到延性轉變的附加資訊。
Charpy測試報告
- 適用標準及修訂
- 樣本尺寸、缺口類型和位置
- 測試溫度
- 每個樣本的吸收能量和設定平均值
- 斷裂面評估
認證
EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證，根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。
是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準；由於認證是基於方法的，因此範圍在報價階段以書面形式確認。
範圍和授權相關規定
- 壓力容器及鋼結構產品標準
- 焊接工藝資格要求
塑膠測試 — 此測試領域涵蓋哪些內容？
以下段落說明 Charpy 測試所屬的領域；此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。
塑膠測試決定聚合物材料的機械、熱及燃燒行為。與金屬不同，塑膠具有黏彈性：其行為取決於加載速率、溫度與濕度。因此同一材料在不同條件下會產生不同結果，測試條件是結果密不可分的一部分。
黏彈性的實際結果是：塑膠零件在恆定負載下會隨時間持續變形（潛變），而在恆定變形下所承受的應力會隨時間下降（應力鬆弛）。螺紋接頭會鬆脫、夾具會失去夾持力、層架會隨時間下垂。短期拉伸測試無法顯示此行為；需要長期測試或加速模型。
熱行為是第二個主軸。熔融流動速率顯示材料的可加工性及批次間一致性；熱變形溫度與維卡軟化點提供使用溫度的粗略上限。熱分析（DSC、TGA、DMA）則揭示材料的身分特徵：玻璃轉化溫度、熔融行為、結晶度、填料含量與分解溫度。
燃燒行為是第三個軸，並直接關聯到產品標準。UL 94 等級與極限氧指數會寫入材料資料表；電氣器具外殼須符合特定等級，而建築產品則適用不同的分級體系。
老化是此領域最常被忽略的部分。塑膠會因紫外線、熱、濕氣與氧氣而劣化：顏色改變、表面龜裂、衝擊強度下降。對於預定戶外使用的零件而言，重要的不是第一天的數值，而是老化後的數值。氙弧燈與螢光紫外線設備可加速此劣化過程並提供比較依據。
此領域的產出通常會寫入材料資料表，產品標準也會引用該資料表。但資料表數值與實際零件行為之間可能存在差異：成型過程中形成的取向、熔接線與內應力會使零件的表現不同於試片。
使用回收材料為此領域帶來了新問題。回收樹脂在批次間存在差異；機械性質、顏色與燃燒行為可能因批次而異。因此，對使用回收材料的製造商而言，進料檢驗不是可選項，而是必要條件。
此領域的方法群組
机械
拉伸、壓縮、彎曲、Charpy 與 Izod 衝擊、硬度（邵氏）、潛變與環境應力龜裂。
熱
熔融流動指數（MFI）、熱變形溫度（HDT）、維卡軟化溫度、線性熱膨脹。
熱分析
以 DSC 測定轉化溫度與結晶度，以 TGA 測定組成與分解，以 DMA 測定動態機械行為。
燃燒
UL 94 分級、極限氧指數（LOI）、灼熱絲與針焰測試。
老化
以氙弧燈與螢光紫外線進行加速老化、熱空氣老化、濕度與結露。
物理
密度、吸水率、灰分含量、薄膜與板材的氣體及水蒸氣穿透率。
此領域常見混淆之處
- 未註明測試速率與溫度的塑膠測試結果無法解讀；黏彈性行為取決於這些參數。
- 試片結果無法直接套用到實際零件；成型取向與熔接線是決定性因素。
- HDT 與維卡值並非使用溫度；它們僅為上限的粗略指標，且不適用於承載狀態。
- UL 94 等級取決於厚度；不同的壁厚需要重新驗證。
- 對於吸濕性聚合物（如聚醯胺），若未進行調濕處理，結果將產生誤導。
- ASTM D638 和 ISO 527 結果並非直接等效；樣本幾何形狀和速率定義不同。
這些結果支持哪些決策
- 材料選擇與供應商核准
- 滿足產品標準中的可燃性與熱性要求
- 驗證回收材料的使用與批次控管
- 成型製程控制與批次一致性
- 證明戶外使用的耐老化性
相關測試
關於Charpy的常見問題
夏比和伊佐德有什麼差別？
兩者都是擺錘衝擊試驗。在夏比試驗中，試樣是水平的，並由兩點支撐，衝擊力與缺口相對；在懸臂樑式試驗中，樣品被垂直夾緊為懸臂梁，衝擊力施加在缺口側。兩者結果不能互相轉換。
需要多少樣本？
每個溫度通常需要一組三個樣本。如果要產生轉變溫度曲線，則需要設定多個溫度。