اختبار تأثير قضيب معدني ASTM E23

اختبار تأثير قضيب معدني ASTM E23

يصف معيار "ASTM E23 Standard Test Methods for chedded bar impact tests of metal materials" الذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) اختبار Charpy (العارضة البسيطة) واختبار Izod (العارضة الكابولية) بالإضافة إلى طرق الاختبار لاختبار تأثير العارضة المشقوقة للمواد المعدنية.

اختبار تأثير قضيب معدني ASTM E23

يتضمن هذا المعيار متطلباتٍ لعينات الاختبار، وإجراءات الاختبار، وتقارير الاختبار، وأجهزة الاختبار، والتحقق من صحة آلات صدمات شاربي، وتكوينات عينات الاختبار الاختيارية، وتحديد اتجاه عينة الاختبار، وتحديد مظهر كسر القص. كما يوفر معلوماتٍ حول أهمية اختبار صدمات القضبان المسننة، وطرق قياس مركز الصدم. لا تعالج طرق الاختبار هذه المشكلات المرتبطة باختبارات الصدم عند درجات حرارة أقل من -196 درجة مئوية.

ولأغراض هذا المعيار، تنطبق المصطلحات والتعريفات التالية:

  • ارتفاع السقوط هو مركز المسافة الرأسية للتأثير بين وضع التعليق الحر ووضع المزلاج.
  • الطاقة الممتصة هي العمل المبذول في كسر عينة في تأرجحة واحدة للبندول، كما يتم قياسها بواسطة جهاز مؤشر معوض.
  • التحقق المباشر هو عملية التأكد من أن جميع الأجزاء التي يمكن أن تؤثر على الطاقة الممتصة المقاسة تقع ضمن التسامحات الأبعادية المحددة.
  • الوضع المعلق الحر هو وضع البندول بعد توقفه عن التأرجح بحيث تكون الطاقة الكامنة والطاقة الحركية صفرًا.
  • التأرجح الحر هو التأرجح المستمر للبندول (بدون عينة اختبار) من موضع السقاطة كما سجله جهاز الإشارة.
  • التحقق غير المباشر هو عملية التأكد من أن متوسط ​​الطاقة الممتصة من اختبار مجموعة من عينات التحقق تتوافق مع الطاقة الممتصة المعتمدة ضمن التسامح المحدد.
  • موضع القفل هو موضع البندول في آلية التحرير قبل تحريره لإجراء اختبار.
  • التمدد الجانبي هو أقصى زيادة في سمك العينة (مُعبَّر عنها بالملم) الناتجة عن اختبار الاصطدام. ويُستخدم التمدد الجانبي كمقياس للصلابة.
  • سعة النغمة هي أقصى طاقة متاحة لضبط بندول معين. بالنسبة للآلات ذات النغمة الواحدة، تُعادل هذه الطاقة سعة الآلة.
  • مظهر الكسر القصي هو مقدار سطح الكسر في العينة الذي فشل في وضع القص (المستقر) (معبرًا عنه كنسبة مئوية).

الميزات الأساسية لاختبار التأثير هي: عينة مناسبة (يتم التعرف على عدة أنواع مختلفة من العينات)، وسلسلة من السندانات ودعامات العينة التي توضع عليها العينة المختبرة لتلقي تأثير الكتلة المتحركة، وكتلة متحركة ذات طاقة كافية لكسر العينة الموضوعة في مسارها، وجهاز مؤشر لقياس الطاقة التي تمتصها العينة المكسورة.

تُعد طرق اختبار الصدم هذه ذات أهمية خاصة لسلوك المعادن عند تعرضها لتطبيق قوة واحدة تُسبب إجهادات متعددة المحاور مرتبطة بالشق، إلى جانب معدلات تحميل عالية، وفي بعض الحالات، درجات حرارة مرتفعة أو منخفضة. بالنسبة لبعض المواد ودرجات الحرارة، وُجد أن نتائج اختبارات الصدم على العينات ذات الشق، عند ربطها بتجربة الخدمة، تُنبئ بدقة باحتمالية حدوث كسر هش.

يجب أخذ عينات من المادة وفقًا للمواصفات المعمول بها. العينات الموضحة في الأرقام الواردة في المعيار هي الأكثر استخدامًا ومرضية بشكل عام. وهي مناسبة بشكل خاص للمعادن الحديدية، باستثناء الحديد الزهر.

تسميات عينات شاربي هي الشق "V" والشق "U". عينة شق ثقب المفتاح تشبه شق "U" إلا أن عرض الشق 1,6 مم أو أقل. تظهر في الأشكال عينات مناسبة عمومًا لمواد مسحوق المعادن. يجب تصنيع عينات اختبار الصدم لمسحوق المعادن وفقًا لمعيار ASTM B925. تتأثر نتائج اختبار الصدم لهذه المواد باتجاه العينة. لذلك، ما لم يُنص على خلاف ذلك، يجب وضع العينة في الآلة بحيث يصطدم البندول بسطح موازٍ لاتجاه الضغط. تُسجل نتائج اختبار الصدم لمواد مسحوق المعادن على أنها الطاقة الممتصة بدون الشق.

اختبار صدمات القضبان المحززة هو طريقة تُستخدم لقياس مقدار الطاقة التي يمكن للمادة امتصاصها عند تعرضها لصدمة مفاجئة قبل الكسر. ويُستخدم هذا الاختبار غالبًا لتحديد متانة المعادن، خاصةً في ظل ظروف الصدم أو التحميل الصدمي. ويكتسب هذا الاختبار أهمية خاصة في تقييم سلوك المواد في ظل ظروف الإجهاد العالي مثل التصادمات أو الانفجارات. يتضمن هذا الاختبار ضرب قضيب معدني محزز (عينة) بمطرقة متأرجحة أو بندول. والشق هو أخدود مقطوع مسبقًا في القضيب لإنشاء نقطة ضعف يُرجح أن يبدأ الكسر عندها. يقيس الاختبار الطاقة التي تمتصها المادة أثناء الكسر. وتتمثل الأهداف الرئيسية للاختبار في:

  • لتقييم مدى هشاشة أو ليونة المادة.
  • لتحديد أداء مادة ما في ظل ظروف التحميل الديناميكية أو المفاجئة (مثل الاصطدامات، والسقوط، والانفجارات).
  • لإيجاد درجة حرارة التحول من اللدونة إلى الهشاشة للمعادن، وخاصة الفولاذ.

يتم استخدام الطريقتين التاليتين بشكل شائع في هذه الاختبارات:

  • اختبار تأثير شاربي: يتم دعم العينة أفقيًا وتضرب المطرقة الجانب المقابل للشق.
  • اختبار تأثير إيزود: يتم ضغط العينة عموديا وتضرب المطرقة نفس جانب الشق.

وتعتبر هذه الاختبارات مهمة في النواحي التالية:

  • ويضمن سلامة المواد في الهياكل الحيوية (الجسور والسفن وخطوط الأنابيب).
  • يساعد على منع الأعطال الكارثية في ظروف الاصطدام أو درجات الحرارة المنخفضة.
  • يساعد في اختيار المواد ومراقبة الجودة.

مؤسستنا، التي تدعم الشركات في جميع القطاعات منذ سنوات من خلال مجموعة واسعة من أنشطة الاختبار والقياس والتحليل والتقييم، تضم فريقًا قويًا من الموظفين يتابعون عن كثب التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، ويعملون على تطوير أنفسهم باستمرار. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعايير ASTM E23 لاختبار تأثير القضبان المسننة للمواد المعدنية.

واتس اب