Ispitivanje žilavosti po Charpiju
U Charpy udarnom ispitivanju, uzorak materijala se lomi korišćenjem Charpy klatnom za ispitivanje udarne žilavosti. Za ispitivanje, uzorak se centrira u klatno i udari čekićem i lomi.
Charpy ispitivanje udara je metoda destruktivnog ispitivanja koja se koristi za karakterizaciju materijala pri visokim stopama naprezanja. Izvodi se na plastici kao i na metalima.
Charpy ispitivanje na udar daju karakteristične vrednosti za udarnu čvrstoću materijala pri visokim stopama deformacije u obliku energetske vrednosti povezane sa površinom. Ispitivanje se obično izvodi na temperaturi okoline ili niskim temperaturama.
Uzorci Standardi Postupak ispitivanja Karakteristične vrednosti Uticaj temperature Proizvodi Automatizacija Razlike od Izoda Često postavljana pitanja
Uzorci za Charpy ispitivanje
Za ispitivanje udara po Charpy, uzorak se mašinski obrađuje od materijala koji se ispituje. Dimenzije uzorka su navedene u odgovarajućim standardima. Uzorci mogu biti bez zareza ili imati ili V-oblik (Charpy v-zarezno ispitivanje) ili U-oblik zarez (Charpy u-zarez).
Sekvenca ispitivanja Charpy udarnog ispitivanja
Charpy ispitivanje udara se izvodi u ispitivanju savijanja u 3 tačke. Charpy uzorak je usredsređen na oslonce u klatnu za ispitivanje udarne žilavosti i naslonjen je na dva nakovnja. U slučaju zarezanih uzoraka, zarez je okrenut od čekića klatna i postavljen je tačno preko puta tačke na kojoj čekić udara u uzorak.
Čekić klatna udara u uzorak sa definisanom energijom i lomi ga (uništava) jednim udarcem. Kako je uzorak slomljen, čekić klatna prenosi deo svoje kinetičke energije i stoga nije u stanju da se vrati na prvobitnu visinu pada. Izmerena visinska razlika je vrednost za apsorbovanu energiju, udarnu energiju W u džulima. U instrumentiranom Charpy ispitivanju, potrošena energija udara se određuje snimanjem sekvence sila-vreme ili sekvence sile-putovanja.
Nosači (1)
Nosači pružaju horizontalnu ravan u klatnu za udar na koju se postavlja Šarpijev uzorak (3).
Nakovnji (2)
Nakovnji pružaju vertikalnu ravan u uređaju za ispitivanje udara klatnom, na koju se Charpy uzorak (3) oslanja tokom ispitivanja.
Udarna ivica
Udarna ivica, ili udarač, je deo čekića klatna koji udara u Charpy uzorak.
Centar udarača
Centar udarača se nalazi na udarnoj ivici klatna i udara u Charpy uzorak (3) tačno nasuprot zareza ili u sredini uzorka (uzorci bez zareza).
Karakteristične vrednosti Charpy ispitivanja
Udarna energija
Energija udara se definiše kao energija potrebna za lomljenje Charpy uzorka. Energija udara se određuje iz razlike potencijalne energije čekića klatna i ugla pada čekića klatna nakon loma uzorka.
Snaga udara
Čvrstoća na udar (takođe se naziva i udarna čvrstoća sa zarezima) se određuje Charpy ispitivanjem i pruža informacije o tome koliko je materijal otporan na udarno opterećenje ili koliko dobro materijal može da podnese udar bez loma. Udarna čvrstoća sa zarezima je prikazana u J/cm²
Kriva sila-put / kriva sila-vreme
Određivanje krive sila-vreme je moguće samo kada se koristi instrumentirani Charpy udarno ispitivanje. U instrumentalnom ispitivanju, sila se meri tokom udara, za šta se koriste ili Piezo ćelije za opterećenje ili merači naprezanja, u zavisnosti od primene.
Instrumentirano Charpy ispitivanje se može koristiti za određivanje parametara pored onih utvrđenih u neinstrumentalnom ispitivanju:
- Maksimalna sila
- Otklon pri maksimalnoj sili
- Energija do maksimalne sile
- Otklon na lomu
- Energija na lomu
Charpy ispitivanje udara u temperaturnim uslovima
Pošto ponašanje loma zavisi od temperature, Charpy ispitivanja na udar se često izvode u čitavom opsegu radne temperature. Ovo pokazuje na kojoj temperaturi i u kojoj meri materijal postaje lomljiv (prelaz od tvrdog do krtog).
Primer dijagrama pokazuje da je smanjenje čvrstoće mekog čelika na -40 °C 25 % u odnosu na čvrstoću na 0 °C. Plastika pokazuje slično ponašanje, ali generalno znatno izraženije. Ispitivanja udara se takođe često sprovode na plastici na različitim temperaturama.
Da bi se tačno odredio proces udarne čvrstoće u odnosu na temperaturu, kaljeni uzorci se moraju udariti u roku od 5 sekundi nakon što su izvađeni iz temperaturno uslovljenog okruženja.
Automatizovano ispitivanje žilavosti po Charpiju
Charpy ispitivanja udara takođe mogu biti automatizovana. Automatizovano rešenje pruža prednost eliminisanja uticaja operatera kao što su temperatura ili vlaga ruku i umetanje uzorka van centra ili pod uglom, što zauzvrat rezultira visokom obnovljivošću rezultata ispitivanja. Automatsko poravnavanje uzoraka sa nosačima i početak ispitivanja preko sistema za ispitivanje takođe obezbeđuje pouzdane i obnovljive rezultate.
Robotski sistem za ispitivanje roboTest I podržava korisnika u izvođenju Charpy ispitivanja udarom na metale. Sistem se može koristiti za automatsko ispitivanje do 450 metalnih uzoraka sa zarezima u temperaturnom opsegu od -180 °C do +300 °C. Čvrsta i izolovana jedinica za temperaturno kondicioniranje obezbeđuje ujednačenu i tačnu temperaturu uzorka.
Robotski sistem za ispitivanje roboTest H vrši automatizovana Charpy ispitivanja na udar na plastiku. Ispitivanja na udar se izvode na temperaturi okoline ili na ohlađenim uzorcima.
Razlika između Charpy i Izodovih ispitivanja na udar
U Charpy ispitivanju sa v-zarezom, uzorak se postavlja horizontalno u klatno za ispitivanje udarne žilavosti i udara kroz centar. U Izod ispitivanju na udar, uzorak se vertikalno uhvati u klatno za ispitivanje udarne žilavosti i čekić klatna odlomi gornji deo uzorka.
Za razliku od Izod ispitivanja, Charpy udarno ispitivanje ima širi spektar primena i pogodniji je za ispitivanje materijala koji pokazuju interlaminarne smične lomove ili površinske efekte. Pored toga, Charpy metoda nudi prednosti prilikom ispitivanja na niskim temperaturama. Pošto su nosači uzorka dalje od zareza, izbegava se brzi prenos toplote do kritičnih oblasti uzorka, pojednostavljujući proces hlađenja u spoljnom rashladnom uređaju i naknadno dovođenje u instrument za ispitivanje.
Često postavljana pitanja
Charpy ispitivanje na udar meri energiju udara materijala, koja se zatim koristi za određivanje udarne čvrstoće.
Za određivanje udarne čvrstoće sa zarezima koristi se Charpy ispitivanje udara, koji pokazuje koliko je materijal otporan na dinamička udarna opterećenja.
Charpy udarno ispitivanje, koji se takođe naziva i Charpy ispitivanje sa v-zarezom, je metoda ispitivanja materijala koja se koristi za određivanje udarne čvrstoće materijala pomoću klatnom za ispitivanje udarne žilavosti.
Charpy ispitivanje udarom daje karakteristične vrednosti udarne čvrstoće pri visokim stopama deformacije u obliku vrednosti povezane sa površinom. Ispitivanje meri energiju udara u odnosu na površinu loma u džulima.
Jačina udara se izračunava pomoću sledeće formule: Čvrstoća udarca sa zarezom = energija udara / (debljina uzorka * širina uzorka)
U Charpy udarnom ispitivanju, čekić klatna udara u uzorak materijala i uništava ga. Tokom ovog procesa, uzorak apsorbuje deo energije udara. Ova energija udara W određena u Charpy ispitivanju se meri u džulima. Na apsorbovanu energiju stoga utiče udarna čvrstoća materijala sa zarezima.