Vật liệu kim loại ASTM E23

Vật liệu kim loại ASTM E23

Tiêu chuẩn "Phương pháp thử tiêu chuẩn ASTM E23 dành cho thử nghiệm va đập thanh khía của vật liệu kim loại" do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) phát triển mô tả thử nghiệm Charpy (dầm đơn giản) và thử nghiệm Izod (dầm nhô) cũng như các phương pháp thử nghiệm va đập thanh khía của vật liệu kim loại.

Vật liệu kim loại ASTM E23

Tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu đối với: mẫu thử, quy trình thử, báo cáo thử, máy thử, xác nhận máy thử va đập Charpy, cấu hình mẫu thử tùy chọn, xác định hướng mẫu thử và xác định hình dạng gãy cắt. Tiêu chuẩn cũng cung cấp thông tin về tầm quan trọng của thử nghiệm va đập thanh khía và các phương pháp đo tâm va đập. Các phương pháp thử này không đề cập đến các vấn đề liên quan đến thử nghiệm va đập ở nhiệt độ dưới -196°C.

Với mục đích của tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

  • Chiều cao rơi là tâm của khoảng cách va chạm theo chiều thẳng đứng giữa vị trí treo tự do và vị trí chốt.
  • Năng lượng hấp thụ là công cần thiết để phá vỡ mẫu trong một lần dao động của con lắc, được đo bằng thiết bị chỉ báo bù.
  • Kiểm chứng trực tiếp là quá trình đảm bảo rằng tất cả các bộ phận có thể ảnh hưởng đến năng lượng hấp thụ được đo đều nằm trong phạm vi dung sai kích thước đã chỉ định.
  • Vị trí treo tự do là vị trí của con lắc sau khi nó dừng dao động sao cho thế năng và động năng bằng không.
  • Độ dao động tự do là độ dao động liên tục (không có mẫu thử) của con lắc từ vị trí bánh cóc được ghi lại bởi thiết bị chỉ thị.
  • Xác minh gián tiếp là quá trình đảm bảo rằng năng lượng hấp thụ trung bình từ việc thử nghiệm một tập hợp các mẫu xác minh tương ứng với năng lượng hấp thụ được chứng nhận trong phạm vi dung sai được chỉ định.
  • Vị trí chốt là vị trí của con lắc trong cơ cấu nhả trước khi nó được thả ra để thực hiện thử nghiệm.
  • Độ giãn nở ngang là mức tăng tối đa về độ dày của mẫu vật (tính bằng mm) do thử nghiệm va đập. Độ giãn nở ngang được sử dụng làm thước đo độ dẻo.
  • Công suất dao động là năng lượng tối đa có thể đạt được ở một cài đặt con lắc nhất định. Đối với máy dao động một bước, công suất này tương ứng với công suất của máy.
  • Hình dạng gãy cắt là lượng bề mặt gãy trong mẫu vật bị hỏng ở chế độ cắt (ổn định) (được biểu thị dưới dạng phần trăm).

Các đặc điểm thiết yếu của thử nghiệm va đập là: một mẫu vật phù hợp (có nhiều loại mẫu vật khác nhau được nhận dạng), một loạt đe và giá đỡ mẫu vật mà mẫu thử được đặt lên để chịu tác động của khối lượng chuyển động, một khối lượng chuyển động có đủ năng lượng để làm gãy mẫu vật trên đường đi của nó và một thiết bị chỉ thị để đo năng lượng mà mẫu vật bị gãy hấp thụ.

Các phương pháp thử nghiệm va đập này đặc biệt liên quan đến hành vi của kim loại khi chịu tác động của một lực duy nhất gây ra ứng suất đa trục liên quan đến khía, kết hợp với tốc độ tải cao và, trong một số trường hợp, nhiệt độ cao hoặc thấp. Đối với một số vật liệu và nhiệt độ, kết quả thử nghiệm va đập trên các mẫu khía, khi so sánh với kinh nghiệm sử dụng, đã được chứng minh là có thể dự đoán chính xác khả năng gãy giòn.

Mẫu phải được lấy từ vật liệu theo quy định trong tiêu chuẩn hiện hành. Các mẫu được trình bày trong hình minh họa tiêu chuẩn là những mẫu được sử dụng phổ biến nhất và nhìn chung đạt yêu cầu. Chúng đặc biệt phù hợp với kim loại đen, ngoại trừ gang.

Ký hiệu mẫu Charpy là khía chữ "V" và khía chữ "U". Mẫu khía lỗ khóa tương tự như khía chữ "U", ngoại trừ chiều rộng khía là 1,6 mm hoặc nhỏ hơn. Các mẫu vật thường phù hợp với vật liệu luyện kim bột được thể hiện trong hình. Các mẫu thử nghiệm va đập luyện kim bột nên được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM B925. Kết quả thử nghiệm va đập đối với các vật liệu này bị ảnh hưởng bởi hướng mẫu. Do đó, trừ khi có quy định khác, mẫu vật nên được đặt trong máy sao cho con lắc đập vào bề mặt song song với hướng nén. Kết quả thử nghiệm va đập đối với vật liệu luyện kim bột được báo cáo là năng lượng hấp thụ mà không có khía.

Thử nghiệm va đập thanh kim loại khía là một phương pháp được sử dụng để đo lượng năng lượng mà vật liệu có thể hấp thụ khi bị va đập đột ngột trước khi gãy. Phương pháp này thường được sử dụng để xác định độ dẻo dai của kim loại, đặc biệt là trong điều kiện va đập hoặc tải trọng sốc. Thử nghiệm này đặc biệt quan trọng trong việc đánh giá ứng xử của vật liệu trong điều kiện ứng suất cao như va chạm hoặc nổ. Thử nghiệm này bao gồm việc đập một thanh kim loại khía (mẫu vật) bằng búa hoặc con lắc. Rãnh khía là một rãnh được cắt sẵn trên thanh để tạo ra điểm yếu, nơi dễ xảy ra gãy nhất. Thử nghiệm này đo lường năng lượng mà vật liệu hấp thụ trong quá trình gãy. Mục tiêu chính của thử nghiệm là:

  • Để đánh giá độ giòn hoặc dẻo của vật liệu.
  • Để xác định hiệu suất của vật liệu trong điều kiện tải trọng động hoặc đột ngột (ví dụ: va chạm, rơi, nổ).
  • Để tìm nhiệt độ chuyển tiếp từ trạng thái dẻo sang trạng thái giòn cho kim loại, đặc biệt là thép.

Hai phương pháp sau đây thường được sử dụng trong các thử nghiệm này:

  • Thử nghiệm va đập Charpy: Mẫu vật được đặt nằm ngang và búa đập vào phía đối diện của vết khía.
  • Thử nghiệm va đập Izod: Mẫu vật được nén theo chiều thẳng đứng và búa đập vào cùng một phía của vết khía.

Những xét nghiệm này được coi là quan trọng ở những khía cạnh sau:

  • Đảm bảo an toàn vật liệu trong các công trình quan trọng (cầu, tàu, đường ống).
  • Giúp ngăn ngừa các hư hỏng nghiêm trọng khi va chạm hoặc trong điều kiện nhiệt độ thấp.
  • Hỗ trợ lựa chọn vật liệu và kiểm soát chất lượng.

Tổ chức của chúng tôi, với nhiều năm kinh nghiệm hỗ trợ các doanh nghiệp trên mọi lĩnh vực thông qua nhiều hoạt động thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá, sở hữu đội ngũ nhân viên hùng hậu, luôn theo sát sự phát triển khoa học công nghệ toàn cầu và không ngừng cải thiện năng lực. Trong bối cảnh này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm theo Tiêu chuẩn ASTM E23 về Phương pháp Thử nghiệm Va đập Thanh khía cho Vật liệu Kim loại.

WhatsApp