ASTM E23 Metalik Malzemelerin Çentikli Çubuk Darbe Testi

Amerikan Test ve Malzeme Kurumu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM E23 Metalik malzemelerin çentikli çubuk darbe testi için standart test yöntemleri” standardında, Charpy (basit kiriş) testi ve Izod (konsol kiriş) testi ile metalik malzemelerin çentikli çubuk darbe testine yönelik test yöntemleri açıklanmaktadır.

Bu standart şunlar için gereklilikler içermektedir: test numuneleri, test prosedürleri, test raporları, test makineleri, Charpy darbe makinelerinin doğrulanması, isteğe bağlı test numunesi yapılandırmaları, test numunesi yöneliminin belirlenmesi ve kesme kırığı görünümünün belirlenmesi. Ayrıca, çentikli çubuk darbe testinin önemi ve darbe merkezini ölçme yöntemleri hakkında bilgi sağlar. Bu test yöntemleri, eksi 196 derecenin altındaki sıcaklıklarda darbe testi ile ilişkili sorunları ele almaz.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

Düşme yüksekliği, serbest asılı konum ile mandal konumu arasındaki çarpma düşey mesafesinin merkezidir.
Emilen enerji, telafi edilmiş bir gösterge cihazı tarafından ölçüldüğü üzere, tek bir sarkaç salınımında bir numuneyi kırmak için harcanan iştir.
Doğrudan doğrulama, ölçülen emilen enerjiyi etkileyebilecek tüm parçaların belirtilen boyut toleransları dahilinde olduğundan emin olma sürecidir.
Serbest asılı konum, potansiyel ve kinetik enerjinin sıfır olduğu şekilde salınım durduktan sonra sarkaç konumudur.
Serbest salınım, gösterge cihazı tarafından kaydedildiği üzere mandal konumundan kesintisiz (test numunesi olmaksızın) sarkaç salınımıdır.
Dolaylı doğrulama, bir dizi doğrulama numunesinin test edilmesinden elde edilen ortalama emilen enerjinin, belirtilen bir tolerans dahilinde sertifikalı emilen enerjiye karşılık gelmesini sağlayan işlemdir.
Mandal konumu, bir test gerçekleştirmek için serbest bırakılmadan önce sarkacın serbest bırakma mekanizmasındaki konumudur.
Yanal genleşme, darbe testi sonucunda numunenin kalınlığındaki maksimum artıştır (mm olarak ifade edilir). Yanal genleşme, sünekliğin bir ölçüsü olarak kullanılır.
Aralık kapasitesi, belirli bir sarkaç ayarı için mevcut maksimum enerjidir. Tek aralıklı makinelerde bu, makine kapasitesine karşılık gelir.
Kesme kırığı görünümü, numunedeki kesme (kararlı) modunda başarısız olan kırık yüzeyinin miktarıdır (yüzde olarak ifade edilir).

Darbe testinin temel özellikleri şunlardır: uygun bir numune (birkaç farklı tipte numune tanınır), bir dizi örs ve test numunesinin hareket eden kütlenin darbesini alacak şekilde yerleştirildiği numune destekleri, yoluna yerleştirilen numuneyi kırmak için yeterli enerjiye sahip hareket eden bir kütle ve kırılan numunenin emilen enerjisini ölçmek için bir gösterge cihazı.

Bu darbe testi yöntemleri, özellikle çentikle ilişkili çok eksenli gerilimlere neden olan bir kuvvetin tek bir uygulamasına maruz bırakıldığında metalin davranışı ile yüksek yükleme oranları ile ve bazı durumlarda yüksek veya düşük sıcaklıklarla birleştiğinde ilgilidir. Bazı malzemeler ve sıcaklıklar için, çentikli numuneler üzerindeki darbe testlerinin sonuçlarının, servis deneyimiyle ilişkilendirildiğinde, gevrek kırılma olasılığını doğru bir şekilde tahmin ettiği bulunmuştur.

Numuneler, geçerli şartnamede belirtildiği şekilde malzemeden alınmalıdır. Standart içinde verilen şekillerde gösterilen numuneler en yaygın kullanılan ve en genel olarak tatmin edici olanlardır. Dökme demir hariç olmak üzere demirli metaller için özellikle uygundurlar.

Charpy numune tanımları “V” çentik ve “U” çentiktir. Anahtar deliği çentik numunesi, çentik genişliği 1,6 mm veya daha az olması dışında “U” çentiğine benzerdir. Toz metalurjisi malzemeleri için genellikle uygun bulunan numuneler şekillerde gösterilmiştir. Toz metalurjisi darbe testi numuneleri ASTM B925 standardına göre üretilmelidir. Bu malzemelerin darbe testi sonuçları numune yöneliminden etkilenir. Bu nedenle, aksi belirtilmediği sürece numunenin makinedeki konumu, sarkaç sıkıştırma yönüne paralel bir yüzeye çarpacak şekilde olmalıdır. Toz metalurjisi malzemeleri için darbe testi sonuçları çentiksiz emilen enerji olarak rapor edilir.

Çentikli çubuk darbe testi, bir malzemenin aniden vurulduğunda kırılmadan önce ne kadar enerji emebileceğini ölçmek için kullanılan bir yöntemdir. Genellikle metallerin tokluğunu belirlemek için kullanılır, özellikle darbe veya şok yükleme koşulları altında. Bu test, çarpışmalar veya patlamalar gibi yüksek gerilim oranı koşullarında malzemelerin nasıl davrandığını değerlendirmede özellikle önemlidir. Bu test, çentikli bir metal çubuğun (numunenin) sallanan bir çekiç veya sarkaçla vurulduğu bir yöntemdir. Çentik, kırılmanın başlama olasılığının yüksek olduğu zayıf bir nokta oluşturmak için çubukta önceden yapılmış bir oluktur. Test, kırılma sırasında malzeme tarafından emilen enerjiyi ölçer. Testin başlıca amaçları şunlardır:

Bir malzemenin ne kadar gevrek veya sünek olduğunu değerlendirmek.
Bir malzemenin dinamik veya ani yükleme koşullarındaki performansını belirlemek (örneğin, çarpışmalar, düşmeler, patlamalar).
Metaller, özellikle çelikler için süneklikten gevrekliğe geçiş sıcaklığını bulmak.

Bu testlerde şu iki yöntem yaygın olarak kullanılır:

Charpy darbe testi: Numune yatay olarak desteklenir ve çekiç çentiğin karşı tarafına vurur.
Izod darbe testi: Numune dikey olarak sıkıştırılır ve çekiç çentiğin aynı tarafına vurur.

Bu testler şu açılardan önemli görülmektedir:

Kritik yapılarda (köprüler, gemiler, boru hatları) malzeme güvenliğini sağlar.
Darbe veya düşük sıcaklık koşullarında felaket niteliğindeki arızaları önlemeye yardımcı olur.
Malzeme seçimi ve kalite kontrolüne yardımcı olur.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM E23 Metalik malzemelerin çentikli çubuk darbe testi için standart test yöntemleri” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.