ASTM E23 การทดสอบแรงกระแทกของวัสดุโลหะที่มีรอยบาก

ASTM E23 การทดสอบแรงกระแทกของวัสดุโลหะที่มีรอยบาก

มาตรฐาน "ASTM E23 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการทดสอบแรงกระแทกของแท่งบากของวัสดุโลหะ" ที่พัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายการทดสอบ Charpy (คานธรรมดา) และการทดสอบ Izod (คานยื่น) เช่นเดียวกับวิธีการทดสอบสำหรับการทดสอบแรงกระแทกของแท่งบากของวัสดุโลหะ

ASTM E23 การทดสอบแรงกระแทกของวัสดุโลหะที่มีรอยบาก

มาตรฐานนี้ประกอบด้วยข้อกำหนดสำหรับ: ตัวอย่างทดสอบ ขั้นตอนการทดสอบ รายงานการทดสอบ เครื่องทดสอบ การตรวจสอบความถูกต้องของเครื่องทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี การกำหนดค่าตัวอย่างทดสอบเสริม การกำหนดทิศทางของตัวอย่างทดสอบ และการกำหนดลักษณะการแตกหักแบบเฉือน นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสำคัญของการทดสอบแรงกระแทกด้วยแท่งเหล็กบาก และวิธีการวัดจุดศูนย์กลางการกระแทก วิธีการทดสอบเหล่านี้ไม่ได้กล่าวถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำกว่า -196°C

เพื่อวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ ให้ใช้ข้อกำหนดและคำจำกัดความต่อไปนี้:

  • ความสูงของการตกคือจุดศูนย์กลางของระยะแนวตั้งของแรงกระแทกระหว่างตำแหน่งแขวนอิสระและตำแหน่งที่ล็อก
  • พลังงานที่ดูดซับคือปริมาณงานที่ใช้ในการทำลายตัวอย่างด้วยการแกว่งลูกตุ้มเพียงครั้งเดียว โดยวัดโดยอุปกรณ์ระบุที่มีการชดเชย
  • การตรวจสอบโดยตรงเป็นกระบวนการในการรับรองว่าชิ้นส่วนทั้งหมดที่อาจส่งผลต่อพลังงานดูดซับที่วัดได้นั้นอยู่ภายในค่าความคลาดเคลื่อนของมิติที่ระบุ
  • ตำแหน่งแขวนอิสระคือตำแหน่งของลูกตุ้มหลังจากที่หยุดแกว่ง โดยที่พลังงานศักย์และพลังงานจลน์เป็นศูนย์
  • การแกว่งแบบอิสระคือการแกว่งของลูกตุ้มอย่างต่อเนื่อง (โดยไม่มีตัวอย่างทดสอบ) จากตำแหน่งของกลไกล็อกตามที่บันทึกโดยอุปกรณ์บ่งชี้
  • การตรวจสอบทางอ้อมเป็นกระบวนการในการรับรองว่าพลังงานดูดซับเฉลี่ยจากการทดสอบชุดตัวอย่างการตรวจสอบนั้นสอดคล้องกับพลังงานดูดซับที่ได้รับการรับรองภายในค่าความคลาดเคลื่อนที่ระบุ
  • ตำแหน่งสลักคือตำแหน่งของลูกตุ้มในกลไกปลดล็อคก่อนที่จะปล่อยเพื่อทำการทดสอบ
  • การขยายตัวด้านข้างคือการเพิ่มขึ้นของความหนาสูงสุดของชิ้นงาน (แสดงเป็นมิลลิเมตร) ซึ่งเป็นผลมาจากการทดสอบแรงกระแทก การขยายตัวด้านข้างใช้เป็นตัววัดความเหนียว
  • ความจุพิทช์คือพลังงานสูงสุดที่มีสำหรับการตั้งค่าลูกตุ้มที่กำหนด สำหรับเครื่องจักรที่มีพิทช์เดียว ค่านี้จะสอดคล้องกับความจุของเครื่องจักร
  • ลักษณะรอยแตกจากการเฉือนคือปริมาณของพื้นผิวรอยแตกในชิ้นงานที่ล้มเหลวในโหมดเฉือน (เสถียร) (แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์)

คุณลักษณะที่สำคัญของการทดสอบแรงกระแทก ได้แก่ ตัวอย่างที่เหมาะสม (มีการระบุตัวอย่างที่แตกต่างกันหลายประเภท) ชุดทั่งและตัวรองรับตัวอย่างที่วางตัวอย่างทดสอบไว้เพื่อรับแรงกระแทกจากมวลที่เคลื่อนที่ มวลที่เคลื่อนที่ซึ่งมีพลังงานเพียงพอที่จะทำให้ตัวอย่างที่วางอยู่บนเส้นทางแตกหัก และอุปกรณ์บ่งชี้เพื่อวัดพลังงานที่ดูดซับโดยตัวอย่างที่แตกหัก

วิธีการทดสอบแรงกระแทกเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับพฤติกรรมของโลหะเมื่อได้รับแรงเพียงครั้งเดียวที่ก่อให้เกิดความเค้นหลายแกนที่เกี่ยวข้องกับรอยบาก ประกอบกับอัตราการรับน้ำหนักที่สูง และในบางกรณีอาจมีอุณหภูมิสูงหรือต่ำ สำหรับวัสดุและอุณหภูมิบางชนิด ผลการทดสอบแรงกระแทกบนชิ้นงานที่มีรอยบาก เมื่อพิจารณาร่วมกับประสบการณ์การใช้งาน พบว่าสามารถทำนายความเป็นไปได้ที่จะเกิดการแตกหักแบบเปราะได้อย่างแม่นยำ

ควรเก็บตัวอย่างจากวัสดุตามที่ระบุไว้ในข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างที่แสดงในรูปมาตรฐานเป็นตัวอย่างที่นิยมใช้มากที่สุดและโดยทั่วไปแล้วเป็นที่น่าพอใจ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะเหล็ก ยกเว้นเหล็กหล่อ

ตัวอย่างแบบชาร์ปีมีรอยบาก "V" และรอยบาก "U" รอยบากแบบรูกุญแจมีลักษณะคล้ายรอยบาก "U" ยกเว้นว่าความกว้างของรอยบากคือ 1,6 มม. หรือน้อยกว่า ตัวอย่างที่เหมาะโดยทั่วไปสำหรับวัสดุโลหะผงแสดงไว้ในภาพประกอบ ตัวอย่างการทดสอบแรงกระแทกโลหะผงควรผลิตตามมาตรฐาน ASTM B925 ผลการทดสอบแรงกระแทกสำหรับวัสดุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับทิศทางของตัวอย่าง ดังนั้น เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น ควรวางตัวอย่างในเครื่องโดยให้ลูกตุ้มกระทบกับพื้นผิวในทิศทางขนานกับทิศทางการบีบอัด ผลการทดสอบแรงกระแทกสำหรับวัสดุโลหะผงจะรายงานเป็นพลังงานที่ดูดซับโดยไม่มีรอยบาก

การทดสอบแรงกระแทกของแท่งเหล็กมีรอยบากเป็นวิธีการวัดพลังงานที่วัสดุสามารถดูดซับได้เมื่อถูกกระแทกอย่างกะทันหันก่อนที่จะแตกหัก มักใช้เพื่อประเมินความเหนียวของโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะแรงกระแทกหรือแรงกระแทก การทดสอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการประเมินพฤติกรรมของวัสดุภายใต้สภาวะที่มีแรงเค้นสูง เช่น การชนหรือการระเบิด การทดสอบนี้เกี่ยวข้องกับการกระแทกแท่งเหล็กที่มีรอยบาก (ชิ้นงาน) ด้วยค้อนหรือลูกตุ้มแบบแกว่ง รอยบากคือร่องที่ตัดไว้ล่วงหน้าในแท่งเหล็กเพื่อสร้างจุดอ่อนที่มีโอกาสเกิดการแตกหักได้มากที่สุด การทดสอบนี้วัดพลังงานที่วัสดุดูดซับในระหว่างการแตกหัก วัตถุประสงค์หลักของการทดสอบคือ:

  • เพื่อประเมินว่าวัสดุเปราะหรือเหนียวแค่ไหน
  • เพื่อพิจารณาประสิทธิภาพของวัสดุภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักแบบไดนามิกหรือฉับพลัน (เช่น การชน การตก การระเบิด)
  • เพื่อหาอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านจากความเหนียวไปเป็นความเปราะสำหรับโลหะ โดยเฉพาะเหล็กกล้า

โดยทั่วไปจะใช้สองวิธีต่อไปนี้ในการทดสอบเหล่านี้:

  • การทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี: ชิ้นงานได้รับการรองรับในแนวนอนและค้อนจะกระแทกไปที่ด้านตรงข้ามของรอยบาก
  • การทดสอบแรงกระแทกแบบไอซอด: ชิ้นงานถูกบีบอัดในแนวตั้งและค้อนก็กระทบกับด้านเดียวกันของรอยบาก

การทดสอบเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในเรื่องต่อไปนี้:

  • ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของวัสดุในโครงสร้างที่สำคัญ (สะพาน เรือ ท่อส่ง)
  • ช่วยป้องกันความล้มเหลวอันเลวร้ายจากแรงกระแทกหรือสภาวะอุณหภูมิต่ำ
  • ช่วยเหลือในการเลือกวัสดุและการควบคุมคุณภาพ

องค์กรของเราให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย เรามีทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิดและพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM E23 สำหรับการทดสอบแรงกระแทกของวัสดุโลหะแบบมีรอยบาก

WhatsApp