ASTM E23 Тест с удар на пръта с метални материали

Стандартът „ASTM E23 Стандартни методи за изпитване за изпитване на удар с назъбена греда на метални материали“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва изпитването на Шарпи (обикновена греда) и изпитването на Изод (конзолна греда), както и методите за изпитване за изпитване на удар с назъбена греда на метални материали.

Този стандарт включва изисквания за: образци за изпитване, процедури за изпитване, протоколи от изпитвания, машини за изпитване, валидиране на машини за удар по Шарпи, опционални конфигурации на образците за изпитване, определяне на ориентацията на образеца за изпитване и определяне на външния вид на срязващо счупване. Той също така предоставя информация за значението на изпитването на удар с назъбен прът и методите за измерване на центъра на удара. Тези методи за изпитване не разглеждат проблемите, свързани с изпитването на удар при температури под -196°C.

За целите на този стандарт се прилагат следните термини и определения:

Височината на падане е центърът на вертикалното разстояние на удара между позицията на свободно окачване и позицията на заключване.
Абсорбираната енергия е работата, изразходвана за счупване на проба при едно замахване на махалото, измерена чрез компенсирано индикаторно устройство.
Директната проверка е процесът на гарантиране, че всички части, които биха могли да повлияят на измерената абсорбирана енергия, са в рамките на определените размерни допуски.
Свободно окачено положение е положението на махалото, след като е спряло да се люлее, така че потенциалната и кинетичната енергия са нула.
Свободното люлеене е непрекъснатото (без изпитвания образец) люлеене на махалото от положението на тресчотката, регистрирано от показващото устройство.
Косвената проверка е процесът на гарантиране, че средната абсорбирана енергия от тестването на набор от проверъчни проби съответства на сертифицираната абсорбирана енергия в рамките на определен толеранс.
Положението на заключване е позицията на махалото в механизма за освобождаване, преди да бъде освободено за извършване на тест.
Страничното разширение е максималното увеличение на дебелината на образеца (изразено в mm), получено в резултат на изпитване на удар. Страничното разширение се използва като мярка за пластичност.
Капацитетът на стъпката е максималната енергия, налична за дадена настройка на махалото. За машини с една стъпка това съответства на капацитета на машината.
Появата на срязващо счупване е количеството повърхност на счупване в образеца, което е разрушено в режим на срязване (стабилен) (изразено като процент).

Основните характеристики на изпитването на удар са: подходящ образец (разпознават се няколко различни вида образци), серия от наковални и опори за образци, върху които се поставя изпитваният образец, за да поеме удара на движещата се маса, движеща се маса с достатъчна енергия, за да разруши образеца, поставен на пътя ѝ, и индикаторно устройство за измерване на енергията, абсорбирана от разрушения образец.

Тези методи за изпитване на удар са особено подходящи за поведението на металите, когато са подложени на еднократно прилагане на сила, която предизвиква многоосни напрежения, свързани с прорез, съчетано с високи скорости на натоварване и в някои случаи с високи или ниски температури. За някои материали и температури резултатите от изпитванията на удар върху проби с прорез, когато са корелирани с експлоатационния опит, показват точна вероятност за крехко счупване.

Пробите трябва да се вземат от материала, както е посочено в приложимата спецификация. Пробите, показани на фигурите, дадени в стандарта, са най-често използваните и като цяло задоволителни. Те са особено подходящи за черни метали, с изключение на чугун.

Обозначенията на образците по Шарпи са "V" прорез и "U" прорез. Образец с ключодържател е подобен на "U" прорез, с изключение на това, че ширината на прореза е 1,6 mm или по-малко. Образците, обикновено подходящи за материали от прахова металургия, са показани на фигурите. Образците за изпитване на удар с прахова металургия трябва да бъдат произведени в съответствие с ASTM B925. Резултатите от изпитването на удар за тези материали се влияят от ориентацията на образеца. Следователно, освен ако не е посочено друго, образецът трябва да бъде позициониран в машината така, че махалото да удря повърхност, успоредна на посоката на натиск. Резултатите от изпитването на удар за материали от прахова металургия се отчитат като абсорбирана енергия без прореза.

Изпитването за удар с назъбена метална пръчка е метод, използван за измерване на това колко енергия може да абсорбира даден материал при внезапен удар преди счупване. Често се използва за определяне на жилавостта на металите, особено при условия на удар или шоково натоварване. Това изпитване е особено важно за оценка на това как се държат материалите при условия на високо напрежение, като сблъсъци или експлозии. Това изпитване включва удряне на назъбена метална пръчка (образец) с люлеещ се чук или махало. Прорезът е предварително изрязан жлеб в пръчката, за да се създаде слаба точка, където е най-вероятно да започне счупване. Изпитването измерва енергията, абсорбирана от материала по време на счупване. Основните цели на изпитването са:

За да се оцени колко крехък или пластичен е даден материал.
За определяне на характеристиките на материал при динамични или внезапни условия на натоварване (напр. сблъсъци, падания, експлозии).
Да се намери температурата на преход от пластичност към крехкост за метали, особено стомани.

Следните два метода обикновено се използват в тези тестове:

Изпитване на удар по Шарпи: Образецът се поддържа хоризонтално и чукът удря противоположната страна на прореза.
Изпитване на удар по Изод: Образецът се компресира вертикално и чукът удря по същата страна на прореза.

Тези тестове се считат за важни в следните отношения:

Осигурява безопасността на материалите в критични конструкции (мостове, кораби, тръбопроводи).
Помага за предотвратяване на катастрофални повреди при удар или ниски температури.
Помага при избора на материали и контрола на качеството.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартните методи за изпитване ASTM E23 за изпитване на удар с назъбена пръчка на метални материали.