Тест за отпорност на удар од Чарпи

Тест за отпорност на удар од Чарпи

Шарпиева ударна цврстина (Чарпиева засечена ударна цврстина) е мерка за способноста на материјалот да апсорбира енергија и да се спротивстави на кршење кога е подложен на ненадејно, брзо ударно оптоварување, особено во присуство на концентратор на стрес како што е засекот.

Тест за отпорност на удар од Чарпи

Оваа вредност доаѓа од тестот на удар на Шарпи (тест на Чарпи со V-засек), еден од најшироко користените стандардни методи во науката и инженерството за материјали за проценка на цврстината на засекот (колку добро материјалот може да издржи удар без кршливо кршење).

Тестот за отпорност на удар Шарпи генерално ги следи овие чекори:

  • Стандарден тест примерок (обично прачка од 55 x 10 x 10 mm) се подготвува со прецизно машински обработен V-засек (или понекогаш U-засек) на едната страна.
  • Примерокот е поставен хоризонтално на две потпори (како едноставна греда).
  • Тежок чекан со нишало со позната маса се ослободува од фиксна висина и удира во примерокот точно спроти засекот со многу голема брзина.
  • Чеканот го крши примерокот кај засекот.
  • Машината ја мери кинетичката енергија апсорбирана од материјалот за време на кршењето (пресметана од разликата во висината на нишалото пред и по кршењето).
  • Апсорбираната енергија обично се изразува во џули.

Единиците за отпорност на удар на Шарпи се како што следува:

  • Суровиот резултат: Тоа е апсорбираната енергија. Ова е најчестиот начин на кој инженерите се осврнуваат на Шарпиевата вредност.
  • Нормализирана јачина на удар: Апсорбираната енергија поделена со површината на пресекот на засекот.

Овој метод е особено чест за пластика (според стандардот ISO 179) и понекогаш се нарекува засечена Шарпиева јачина на удар. Повисоките вредности укажуваат на потрајни материјали (подобро ја апсорбира енергијата на ударот без кршливо кршење). Пониските вредности укажуваат на покршливо однесување (склони кон ненадејно пукање под удар).

Овој тест

  • Ја открива температурата на преминување од пластичност во кршливост. Многу челици стануваат опасно кршливи на ниски температури (критично за цевководи, бродови, садови под притисок, офшор конструкции и мостови во ладни клими).
  • Контролата на квалитетот се користи за избор на материјали, соодветност на набавките и усогласеност со спецификациите (на пр., стандардите ASTM E23 и ISO 148 за метали, стандардот ISO 179 за пластика).
  • Типични добри вредности за конструкциски челици на собна температура се 50-200 J (многу отпорни). На ниски температури (на пр., минус 40 степени), вредностите можат значително да паднат ако материјалот не е правилно легиран или термички обработен.

Накратко, отпорноста на удар на Шарпи покажува колку удари може да издржи материјалот пред кршење, особено кога се присутни засеци, пукнатини или остри рабови. Тоа е брз, ефтин и многу информативен начин за идентификување на материјали кои би можеле катастрофално да се распаднат под ненадејно оптоварување во услови на реалниот свет.

Стандардите на Шарпи за отпорност на удар ја дефинираат прецизната постапка за тестирање, геометријата на примерокот, барањата за машината, типот на врвот од ударот, деталите за засекот и начинот на кој треба да се пријават резултатите. Овие стандарди обезбедуваат споредливи и повторувачки мерења низ целиот свет.

Овие стандарди се разликуваат првенствено помеѓу металите и пластиката, како и помеѓу регионите (на пр., ASTM стандарди за САД, ISO и EN стандарди на меѓународно ниво и во Европа).

Најчесто користените стандарди на Шарпи за отпорност на удар за метали се применуваат на челици, легури и алуминиум, особено за да се процени преминот од еластична кон кршливост и цврстина во конструкции, садови под притисок, цевководи, заварување и нискотемпературни апликации.

Стандардот „ISO 148-1 Метални материјали - Тест на удар со нишало Шарпи - Дел 1: Метод на тестирање“ е примарен меѓународен стандард (глобално усвоен). Овој стандард ги опфаќа примероците со V-засек (најчест) и U-засек. Радиусот на удар е 2 mm (по можност за V-засек) или 8 mm (за U-засек или постари спецификации). Примерокот обично има димензии 10 x 10 x 55 mm. Резултатите се прикажуваат како апсорбирана енергија или нормализирана јачина на удар.

Стандардот ASTM E23 „Стандардни методи за тестирање за ударно тестирање на метални материјали со засечена шипка“ е доминантен стандард во САД. Ги опфаќа и методите Шарпи и Изод, но Шарпи е многу почест. Радиусот на ударната шипка е 8 mm (конвенционален) или 2 mm (додаден за подобра усогласеност со ISO). Овој стандард е многу сличен, но не е сосема ист како стандардот ISO 148-1. Разликите во радиусот на ударната шипка, калибрацијата, толеранциите и верификацијата може да резултираат со мали варијации во резултатите со висока енергија.

Други релевантни или придружни стандарди вклучуваат:

  • ISO 148-2 Метални материјали - Тест на удар со нишало од Шарпи - Дел 2: Верификација на машини за тестирање
  • ASTM A370 Метод на тестирање и дефиниции поврзани со механичко тестирање на челик.

За истите материјали и услови, резултатите добиени од стандардите ASTM E23 и ISO 148-1 се генерално многу блиски, но не секогаш директно еквивалентни поради разликите во геометријата на ударот и калибрацијата на машината. Многу спецификации сега ги дозволуваат двата стандарди, но наведуваат кој треба да се користи.

Шарпиевата јачина на удар (енергија апсорбирана во Шарпиевиот тест) е од суштинско значење бидејќи директно ја проценува цврстината на материјалот, мерејќи ја неговата отпорност на ненадејно, динамичко оптоварување (удари или удари) и кршливо кршење, особено кога засеци, пукнатини, заварувања или остри рабови дејствуваат како концентрати на стрес.

Многу материјали (особено челици) се однесуваат многу различно при високи стапки на деформација и ниски температури во споредба со бавното, статичко оптоварување (како што се тестовите за истегнување). Материјалот може да биде цврст и еластичен под нормална напнатост, но ако е кршлив под удар, може да се скрши лошо и без предупредување.

Тестирањето на цврстина на удар со Шарпи метод симулира услови во реалниот свет подобро од статичкото тестирање. Цврстината на истегнување дава информации за бавно оптоварување. Шарпи методот имитира чувствителност на удар со голема брзина и засеци (вистинските пукнатини/засеци значително ја намалуваат цврстината).

Овој тест е потребен за компоненти критични за безбедноста:

  • Конструктивен челик во згради/мостови (особено во ладни региони)
  • Садови под притисок, котли, цевководи (потребни се ASME кодови)
  • Нафтени/гасни платформи на отворено море
  • Компоненти за судир на автомобили
  • Трупови на бродови, железнички вагони, тешка машинерија
  • Ветерни турбини, криогени резервоари

Со години, нашата организација, со својот компетентен и искусен тим, ги разбира потребите на своите клиенти, обезбедувајќи им напредни услуги за тестирање што им се потребни и помагајќи во воспоставувањето, имплементацијата и подобрувањето на системите за управување. Во оваа рамка, ние исто така нудиме услуги за тестирање на отпорност на удар од Charpy за бизнисите.

WhatsApp