Τι είναι η Charpy;
Η δοκιμή πρόσκρουσης Charpy είναι μια δυναμική δοκιμή στην οποία μετράται η ενέργεια που απορροφάται ενώ ένα δείγμα με εγκοπή V ή U θραύεται από ένα σφυρί εκκρεμούς. Δείχνει τη σκληρότητα του υλικού σε ξαφνική φόρτιση και τη συμπεριφορά μετάβασης από εύθραυστο σε όλκιμο.
Σκοπός της Charpy
Ο σκοπός είναι να προσδιοριστεί αριθμητικά η αντίσταση του υλικού σε κρουστικά φορτία και να εκτιμηθεί ο κίνδυνος εύθραυστου σπασίματος, ιδιαίτερα σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Charpy;
- Δομικοί χάλυβες
- Συγκολλημένοι σύνδεσμοι και η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα
- Υλικά δοχείων υπό πίεση
- Χάλυβες αγωγών
- Χύτευση και σφυρηλάτηση
Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Charpy;
Πρότυπα σχετικά με τη Charpy
- ISO 148-1
- ASTM E23
- EN 10045
Συνθήκες της Charpy
- Διατομή δείγματος
- 10 mm × 10 mm (τυπικό). εφαρμόζεται διόρθωση για υπομεγέθη δείγματα
- Τύπος εγκοπής
- Εγκοπή V (2 mm βάθος, 45°) ή εγκοπή U
- Θερμοκρασία δοκιμής
- Θερμοκρασία δωματίου ή χαμηλή θερμοκρασία σύμφωνα με τις προδιαγραφές (π.χ. −20 °C, −40 °C)
- Εύρος υποστήριξης
- 40 χλστ
Εξοπλισμός για τη Charpy
- Μηχανή δοκιμής κρούσης εκκρεμούς (Charpy)
- Μηχανή κοπής εγκοπών
- Λουτρό χαμηλής θερμοκρασίας
- Σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας
Απαιτήσεις δείγματος για τη Charpy
- Τυπικό δείγμα 10 × 10 × 55 mm
- Γενικά τρία δείγματα ανά σετ
- Ο προσανατολισμός και η θέση της εγκοπής καθορίζονται σύμφωνα με τις προδιαγραφές
- Για τα δείγματα συγκόλλησης η θέση της εγκοπής (μέταλλο συγκόλλησης, HAZ) πρέπει να προσδιορίζεται επιπλέον
Διάρκεια της Charpy
Η ίδια η δοκιμή διαρκεί λίγα λεπτά ανά δείγμα. Εάν απαιτείται χαμηλή θερμοκρασία, προστίθεται χρόνος προετοιμασίας. το τυπικό σύνολο για ένα σετ είναι μισή εργάσιμη ημέρα.
Διαδικασία της Charpy
- 1Τα δείγματα προετοιμάζονται στο μέγεθος και την εγκοπή που ορίζονται στο πρότυπο.
- 2Εάν απαιτείται, τα δείγματα προετοιμάζονται στη θερμοκρασία δοκιμής.
- 3Το δείγμα τοποθετείται στα στηρίγματα έτσι ώστε η εγκοπή να βρίσκεται στην όψη απέναντι από την κρούση του σφυριού.
- 4Το εκκρεμές απελευθερώνεται και διαβάζεται η απορροφούμενη ενέργεια.
- 5Εξετάζεται η επιφάνεια του κατάγματος. καταγράφεται ο λόγος όλκιμο/εύθραυστο και η πλευρική διαστολή.
Κριτήρια αποδοχής της Charpy
Το κριτήριο αποδοχής δίνεται στο πρότυπο υλικού ή προϊόντος. ορίζεται γενικά ως η ελάχιστη μέση ενέργεια σε μια καθορισμένη θερμοκρασία, με ένα χαμηλότερο όριο για ένα μόνο δείγμα.
Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
Ο καθορισμένος μέσος όρος και οι μεμονωμένες τιμές αξιολογούνται μαζί. Η εμφάνιση της επιφάνειας του κατάγματος και η πλευρική διαστολή δίνουν πρόσθετες πληροφορίες για τη μετάβαση από εύθραυστο σε όλκιμο.
Έκθεση της Charpy
- Εφαρμοσμένο πρότυπο και αναθεώρηση
- Μέγεθος δείγματος, τύπος εγκοπής και θέση
- Θερμοκρασία δοκιμής
- Απορροφούμενη ενέργεια για κάθε δείγμα και ο καθορισμένος μέσος όρος
- Αξιολόγηση θραύσης-επιφανείας
Διαπίστευση
Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.
Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.
Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσειςΣχετικοί Κανονισμοί
- Πρότυπα για δοχεία πίεσης και δομικό χάλυβα
- Απαιτήσεις συγκόλλησης-διαδικασίας-προσόντων
Δοκιμές Πλαστικών — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;
Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Charpy· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.
Οι δοκιμές πλαστικών προσδιορίζουν τη μηχανική, θερμική και συμπεριφορά καύσης ενός πολυμερούς υλικού. Σε αντίθεση με τα μέταλλα, τα πλαστικά είναι ΙΞΩΔΟΕΛΑΣΤΙΚΑ: η συμπεριφορά τους εξαρτάται από τον ρυθμό φόρτισης, τη θερμοκρασία και την υγρασία. Το ίδιο υλικό δίνει επομένως διαφορετικά αποτελέσματα σε διαφορετικές συνθήκες, και οι συνθήκες δοκιμής αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του αποτελέσματος.
Η πρακτική συνέπεια της ιξωδοελαστικότητας είναι η εξής: ένα πλαστικό εξάρτημα συνεχίζει να παραμορφώνεται με τον χρόνο υπό σταθερό φορτίο (ερπυσμός) και η τάση που φέρει σε σταθερή παραμόρφωση μειώνεται με τον χρόνο (χαλάρωση τάσης). Μια βιδωτή σύνδεση χαλαρώνει, ένας σφιγκτήρας χάνει τη δύναμη σύσφιξής του, ένα ράφι κάμπτεται με τον χρόνο. Μια βραχυπρόθεσμη δοκιμή εφελκυσμού δεν δείχνει αυτή τη συμπεριφορά· απαιτείται μακροπρόθεσμη δοκιμή ή επιταχυνόμενο μοντέλο.
Η θερμική συμπεριφορά είναι ο δεύτερος κύριος άξονας. Ο ρυθμός ροής τήγματος δείχνει την επεξεργασιμότητα του υλικού και τη συνέπεια από παρτίδα σε παρτίδα· η θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης και το σημείο μαλάκυνσης Vicat δίνουν ένα χονδρικό όριο για τη θερμοκρασία λειτουργίας. Η θερμική ανάλυση (DSC, TGA, DMA) αποκαλύπτει την ταυτότητα του υλικού: θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, συμπεριφορά τήξης, κρυσταλλικότητα, περιεκτικότητα σε πληρωτικό και θερμοκρασία αποσύνθεσης.
Η συμπεριφορά καύσης είναι ο τρίτος άξονας και συνδέεται άμεσα με τα πρότυπα προϊόντος. Η κατηγορία UL 94 και ο δείκτης οριακού οξυγόνου καταγράφονται στο δελτίο δεδομένων υλικού· απαιτείται συγκεκριμένη κατηγορία για το περίβλημα μιας ηλεκτρικής συσκευής, ενώ για δομικό προϊόν ισχύει διαφορετικό σύστημα ταξινόμησης.
Η γήρανση είναι το τμήμα του τομέα που παραλείπεται συχνότερα. Τα πλαστικά υποβαθμίζονται από UV, θερμότητα, υγρασία και οξυγόνο: το χρώμα αλλάζει, η επιφάνεια ρωγματώνεται, η αντοχή σε κρούση μειώνεται. Για ένα εξάρτημα προοριζόμενο για εξωτερική χρήση, αυτό που μετράει δεν είναι οι τιμές της πρώτης ημέρας αλλά οι τιμές μετά τη γήρανση. Ο εξοπλισμός τόξου ξένου και φθορίζοντος UV επιταχύνει αυτή την υποβάθμιση και επιτρέπει τη σύγκριση.
Το αποτέλεσμα αυτής της οικογένειας συνήθως καταγράφεται στο δελτίο δεδομένων υλικού, και τα πρότυπα προϊόντος παραπέμπουν σε αυτό το δελτίο. Ωστόσο μπορεί να υπάρχει διαφορά μεταξύ της τιμής του δελτίου και της συμπεριφοράς του πραγματικού εξαρτήματος: ο προσανατολισμός που σχηματίζεται κατά τη χύτευση, οι γραμμές συγκόλλησης και οι εσωτερικές τάσεις κάνουν το εξάρτημα να συμπεριφέρεται διαφορετικά από το δοκίμιο.
Η χρήση ανακυκλωμένου περιεχομένου έχει προσθέσει ένα νέο ερώτημα στον τομέα. Η ανακυκλωμένη ρητίνη ποικίλλει από παρτίδα σε παρτίδα· οι μηχανικές ιδιότητες, το χρώμα και η συμπεριφορά καύσης μπορεί να μεταβάλλονται μεταξύ παρτίδων. Για έναν κατασκευαστή που χρησιμοποιεί ανακυκλωμένο υλικό, ο έλεγχος του εισερχόμενου υλικού δεν είναι επομένως επιλογή αλλά αναγκαιότητα.
Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα
Μηχανικό
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, κρούση Charpy και Izod, σκληρότητα (Shore), ερπυσμός και ρωγμάτωση υπό περιβαλλοντική τάση.
Θερμικό
Δείκτης ροής τήγματος (MFI), θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης (HDT), θερμοκρασία μαλάκυνσης Vicat, γραμμική θερμική διαστολή.
Θερμική ανάλυση
Θερμοκρασίες μετάπτωσης και κρυσταλλικότητα με DSC, σύσταση και αποσύνθεση με TGA, δυναμική μηχανική συμπεριφορά με DMA.
Καύση
Ταξινόμηση UL 94, δείκτης οριακού οξυγόνου (LOI), δοκιμές πυρακτωμένου σύρματος και φλόγας βελόνας.
Γηράσκων
Επιταχυνόμενη γήρανση με τόξο ξένου και φθορίζον UV, γήρανση με θερμό αέρα, υγρασία και συμπύκνωση.
Φυσικό
Πυκνότητα, απορρόφηση νερού, περιεκτικότητα σε τέφρα, διαπερατότητα αερίων και υδρατμών σε μεμβράνες και φύλλα.
Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα
- Ένα αποτέλεσμα πλαστικού χωρίς δηλωμένο ρυθμό και θερμοκρασία δοκιμής δεν μπορεί να ερμηνευτεί· η ιξωδοελαστική συμπεριφορά εξαρτάται από αυτές τις παραμέτρους.
- Το αποτέλεσμα ενός δοκιμίου δεν μεταφέρεται άμεσα στο πραγματικό εξάρτημα· ο προσανατολισμός χύτευσης και οι γραμμές συγκόλλησης είναι καθοριστικοί.
- Οι τιμές HDT και Vicat ΔΕΝ είναι θερμοκρασίες λειτουργίας· είναι μια χονδρική ένδειξη ενός άνω ορίου και δεν ισχύουν υπό φορτίο.
- Η κατηγορία UL 94 εξαρτάται από το πάχος· διαφορετικό πάχος τοιχώματος απαιτεί επανεπαλήθευση.
- Για πολυμερή που απορροφούν υγρασία (όπως το πολυαμίδιο), τα αποτελέσματα είναι παραπλανητικά εάν δεν πραγματοποιηθεί κλιματισμός.
- Τα αποτελέσματα ASTM D638 και ISO 527 δεν είναι άμεσα ισοδύναμα. οι γεωμετρίες των δειγμάτων και οι ορισμοί του ρυθμού διαφέρουν.
Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα
- Επιλογή υλικού και έγκριση προμηθευτή
- Ικανοποίηση των απαιτήσεων ευφλεκτότητας και θερμικών απαιτήσεων του προτύπου προϊόντος
- Επαλήθευση της χρήσης ανακυκλωμένου περιεχομένου και έλεγχος παρτίδων
- Έλεγχος διαδικασίας χύτευσης και συνέπεια παρτίδων
- Απόδειξη αντοχής στη γήρανση για εξωτερική χρήση
Σχετικά τεστ
Συχνές ερωτήσεις για τη Charpy
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Charpy και Izod;
Και οι δύο είναι δοκιμές κρούσης εκκρεμούς. Στο Charpy το δείγμα είναι οριζόντιο και στηρίζεται σε δύο σημεία, με την κρούση να χτυπά απέναντι από την εγκοπή. στο Izod το δείγμα συσφίγγεται κατακόρυφα ως πρόβολος και η κρούση εφαρμόζεται στην πλευρά της εγκοπής. Τα αποτελέσματα δεν μπορούν να μετατραπούν μεταξύ των δύο.
Πόσα δείγματα απαιτούνται;
Απαιτείται γενικά ένα σετ τριών δειγμάτων ανά θερμοκρασία. Εάν πρόκειται να δημιουργηθεί μια καμπύλη θερμοκρασίας μετάπτωσης, απαιτούνται ρυθμίσεις σε πολλές θερμοκρασίες.



