Ütésvizsgálat 💪 (Charpy V Notch) 2021

Mi az ütésvizsgálat?

Az ütésvizsgálatot a fémek törékenységének megértésére és értékelésére használják. A fémek törékenysége azzal a tulajdonsággal vagy tulajdonsággal függ össze, hogy ennek a fémnek el kell érnie a törést (vagy törést) anélkül, hogy észrevehető deformációt szenvedne

A teszt a második világháborúból nyert jelentőséget, amikor a hajók hegesztett lemezeket kezdtek használni a hagyományos szegecselt konstrukció helyett

Addig ezt a törékeny viselkedést nem értették, mert más elvégzett vizsgálatokkal, például a szakítóvizsgálattal nem lehetett megjósolni

A szakítóvizsgálat egytengelyű/egytengelyű ellenállási vizsgálat, amelyet rendszerint szobahőmérsékleten végeznek, és ezért nem reprezentálta azokat a munkakörülményeket, amelyeken az Egyesült Államok "liberty" hajói voltak:

• Alacsonyabb hőmérséklet;
• Triaxiális feszültségállapot (Feszültség a három tengelyen - X, Y és Z);
• Dinamikusan alkalmazott terhelés (ütés);

A hajók szervizelésének elmulasztása miatti jelentős emberi és anyagi veszteségek után speciális teszteket dolgoztak ki a hatásokra

Az ütésállóságot nagyban befolyásolja a hőmérséklet, de olyan körülmények is, amelyeket nem lehet könnyen megvalósítani egy közös szakítóvizsgálat során:

• Repedések vagy bevágások;
• Betöltési sebesség;

Az amerikai szállítóhajók kétségesek voltak, ahol gyártották és tesztelték őket, ellentétben velük Európa hideg vizein. Ebből arra következtetünk, hogy vannak törékeny anyagok és törékeny anyagok, például szabadsághajók hegesztései

Még kétes anyagok felhasználásával is, elegendő szilárdsággal, hogy ellenálljon egy bizonyos alkalmazásnak vagy terhelésnek, a gyakorlatban azt találták, hogy egy kétes anyag gyengén törhet egy adott hőmérséklet után

Az ütésvizsgálat abból áll, hogy egy szabványos, mintás vizsgálati testet hajlításnak vetünk alá, amelyet az alábbi ábrán látható kalapács okoz

Az ütésvizsgálat lehetővé teszi a vizsgálati test deformációjában és törésében felhasznált energia megszerzését. Ez az energia a h inga kezdeti magassága és a h 'próbatest szakadása után elért maximális magasság közötti különbség mértéke

Vegye figyelembe, hogy minél kisebb a h ', annál több energiát szívott fel a vizsgálati test. Másrészt, minél kisebb az elnyelt energia (nagyobb h '), annál törékenyebb az anyag viselkedése ezen a hőmérsékleten

Az ütésvizsgálat célja

Az ütésvizsgálatot a szabványok (ASME, AWS, DIN, ISO, stb.) Előírásai alkalmazzák, és számos okunk van arra, hogy használjuk

Ennek egyik oka az alacsony hőmérsékleten működő berendezésekben lévő anyagok értékelése. Pontosabban, az anyagok törékeny viselkedésének értékelésében használják, és segédeszközként szolgál az anyagok dúctil-törékeny átmeneti hőmérsékletének vizsgálatához

Ennek az értékelésnek az eredménye azonban korlátozott jelentéssel és értelmezéssel rendelkezik, és eredménye nem meggyőző. Emiatt a vizsgálatot a vizsgált anyagok azonos feltételek mellett történő összehasonlítására kell korlátozni

A számszerűsíthetőbb eredmények érdekében a CTOD assay -t és alternatívaként a csepptömeget kell használni

Az ütésvizsgálat korlátozásának magyarázata annak a ténynek köszönhető, hogy a vizsgálat során a vizsgált testben jelen lévő háromtengelyű feszültségek összetevői nem mérhetők kielégítően, mert több tényezőtől függenek

Így a vizsgáló test által elnyelt energiát nem köthetjük semmilyen ütközéshez, amely csak akkor történne meg, ha az egész darabot munkakörülmények között tesztelnék

Az ütésvizsgálat segítségével értékelheti a gyártási körülmények (például hegesztés vagy előírt hőkezelési ciklusok) sikerét (vagy kudarcát)

Egy másik nagyon gyakori alkalmazás az adott hegesztési kötésben alkalmazott hegesztési eljárás validálása. Nem elég tudni, hogy az anyag megfelelő -e, a hegesztést is értékelni kell

A minták típusai

A vizsgálótestet szabványok szabványosítják (például ASTM A370), és olyan mérésekkel vannak ellátva, amelyeket szintén szabványosítottak, hogy lehetővé tegyék a törés helyét, és létrehozzák a háromtengelyű feszültségi állapotot

Az ütésvizsgálat elvégzéséhez általában használt minták a következők: szarvas minta és izod minta, mindkettőt az ASTM E23 szabvány határozza meg

E kettő közül kétségkívül a leggyakrabban használt cp (proof body) charpy típus a leggyakrabban használt. Annyira használják, hogy az ütésvizsgálatot néha "charpy" -nak nevezik (Y -ban erősebb hanggal ejtik)

Charpy Test Body

A Charpy mintákat A. B és C típusba sorolják, 10 mm -es négyzetmetszettel, 55 mm hosszúsággal és bevágásokkal a minta közepén

Az A típusnál a bevágás V, a B típusú kulcslyuk és a C típus U. alakú. A Charpy típusú minták központilag vannak támogatva, és a támaszok közötti távolság 40 mm

Az alábbi ábra e háromféle minta alakját, méreteit és bevágásait mutatja

A Charpy teszt testet a tesztgép támogatja

Izod Test Body

Az Izod vizsgálótest négyzetmetszete 10 mm, hossza 75 mm, bevágása az egyik végétől 28 mm-re, v alakú

A mélyebb bemetszésekkel rendelkező példányokat (példa Izod és Charpy A típus) arra használjuk, hogy bemutassuk az elnyelt energiák közötti különbséget a leggyanúsabb fémvizsgálatok során. Ezek a cps -ek könnyebben törékeny töréseket okoznak

Törékenyebb anyagok, például FoFo (öntöttvas) vagy öntött fémek nyomás alatti tesztelésénél a minták általában nem igénylik a bevágást. Ez azért van, mert az anyag természetesen törékenyebb

Az Izod teszt test be van állítva (beragadt) a tesztgépbe

Csökkentett példányok

Olyan anyagok esetén, amelyek mérete nem teszi lehetővé a normál (11 mm -nél kisebb vastagságú) minták gyártását, lehetőség van a csökkentett minták eltávolítására. A vizsgálati test hossza, rés sugara és bevágási szöge azonban állandó marad

Vágó megmunkálás

Megfelelő felszereléssel és résprofil -vezérlő eszközökkel kell rendelkeznünk, mivel a résmegmunkálás kis eltérései komoly hibákat okozhatnak a teszt eredményében

Megjegyzés: A Petrobras szabványai szerint például a kivetítőn lévő bevágást ellenőrizni kell, mielőtt például a szarvas ütésvizsgálatot elvégezné

A rés fúrt, gyalu- vagy marógéppel használható, profilját profilvetítővel kell vezérelni

Amikor ütközésvizsgálatra megyek, megkérem az üzemeltetőt, hogy tegyen próbatestet a profilvetítőre, hogy felmérhessem a bevágás megfelelőségét

A bemetszéseket meg kell megmunkálni, ha szükséges, hőkezelés után. A "kulcslyuk" alakú résmintákat óvatosan, kis vágási sebességgel kell kinyitni

A horonyvágást bármilyen alkalmazható módszerrel elvégezheti, de úgy, hogy a furat felülete ne legyen hibás

A minták eltávolítása

A szabványok meghatározzák a minták eltávolításának helyét, mivel azok iránya és iránya a horony elkészítéséhez jelentős változásokat von maga után a vizsgálati eredményekben

Három pozícióban tudjuk eltávolítani és/vagy elhelyezni a bevágást a Charpy mintákon, egy acéllemez különböző helyzeteiből

Három lehetőség a horony eltávolítására és elhelyezésére Charpy mintákban

Az ütésvizsgálatnak alávetve ezek a testek három különböző görbét mutattak be, amint azt a következő grafikon mutatja

Az A testben a bevágás keresztben van az anyag szálaival. Az A görbe azt mutatja, hogy ez volt az a vizsgálati test, amely a legnagyobb mennyiségű elnyelt energiát mutatta be

A C vizsgálótest, amely bemetszéssel rendelkezik a szál irányában (ami elősegíti a nyírást), a lehető legalacsonyabb energiaelnyeléssel rendelkezik

A B-testnek keresztmetszete is van. Csak ebben az esetben a bevágás keresztezi a lemez magját, elvágva az összes szálat

A görbe köztes helyzetben van a másik kettőhöz képest. Ez az összefüggés a görbék között állandó marad, függetlenül a vizsgálat hőmérsékletétől

Vizsgálati technika

Az ütésvizsgálat az alábbi sémából látható

Egy szabványos, bevágással ellátott vizsgálati testet egy inga alakú kalapács (a) hatására eltörik. A működés elve ugyanazon ábra oldalnézete (b) segítségével elemezhető

Feltételezzük, hogy az inga olyan helyzetbe kerül, hogy súlypontja h0 magasságban van a referenciaértékhez képest oly módon, hogy mozgási energiája az ütközés helyén rögzített és meghatározott értékű. A kalapács kioldódik, és a bevágás ellenkező oldaláról ütközik a vizsgálati testhez

Figyelembe véve a légellenállást és a súrlódást a forgócsapnál, amint elengedik, és a vizsgálati test hiányában, az inga az energiatakarékosság elve alapján a másik oldalon ugyanolyan magasságot érjen el

Miután áttörte a vizsgálati testet, a kalapács olyan magasságba emelkedik, amely fordítottan arányos az elnyelt energiával, hogy deformálja és megtörje a vizsgálati testet. Így minél alacsonyabb a kalapács által elért magasság, annál több energiát szívott fel a vizsgálati test. Ezt az energiát közvetlenül a tesztgépbe olvassák be

Ha a vizsgálati testet behelyezi és felszakítja az inga ütése, az ebben a műveletben elnyelt energia hatására az inga eléri a másik oldalon a h1 maximális magasságot, amely kisebb, mint a h0. Vagyis az anyag ütésállóságát a h0 és h1 potenciális energiái közötti különbség adja

A gyakorlatban a műszer egy skálával rendelkezik, maximális érték kijelzővel, az energiakülönbség közvetlen leolvasására. Mivel ez energia, a jelentések ütésállóságát általában Joules -ban (J) írják fel. A vizsgáló test által elnyelt energia azonban kifejezhető kgf/m (kilogramm-erő per méter) vagy lb/ft (font/láb) vagy J (Joule) -ban is. Néhány régebbi gép Brazíliában általában kgf/m -ben jeleníti meg az energiát, és a Joule -ra történő átalakítás szükséges

A charpy vizsgálatban a vizsgáló testnek van egy központi bevágása, és mindkét végén alátámasztott. Az ütés a fentebb látható módon történik a középpontban

A leggyakoribb bevágás az "V" típusú, de vannak "U" vagy lyukvégű rések formájában. A V típusú bevágás méretei:

• Hossz 55 mm;
• Szakasz 10 x 10 mm;
• Bevágás 45 ° -ban;
• Mélység 2 mm

Felszerelés

A vizsgálóberendezés alapvetően egy rögzített magasságú szabadesésben felszabaduló inga (kalapács), a vizsgáló test támaszpontja és egy mérőműszer, amely skálázott skálával rendelkezik

Ez a tárcsa lehetővé teszi a kezdeti magasság és az inga által elért végső magasság közötti különbség segítségével a vizsgálati testen való áttöréshez elnyelt energia meghatározását

A teszttel kapcsolatos szempontok

A vizsgálati hőmérséklet közvetlenül összefügg az alacsony és közepes szilárdságú anyagokkal kapott eredményekkel, ezért ezt az eredményben rögzíteni kell a vizsgált testtípussal együtt

Az ütésvizsgálatokat általában alacsony hőmérsékletre írják elő, de elvégezhetők környezeti hőmérsékleten vagy akár környezeti hőmérsékleten is

Azokban az esetekben, amikor a vizsgálati hőmérséklet nem szobahőmérséklet, a mintákat be kell helyezni a gépbe, és öt másodpercen belül meg kell szakítani (hogy ne legyen jelentős hőmérséklet -ingadozás). Ezenkívül a fűtő- és/vagy hűtőközegnek szabályoznia kell a hőmérséklet fenntartását és homogenizálását

A charpy teszt a legelőnyösebb, mert ez a legegyszerűbb pozícionálás a gépen. A cps kezelése a méreteinek megfelelő szívós (karom típusú) használatával történhet. Ez a legolcsóbb ütésvizsgálat a CTOD -hoz hasonló tesztekhez képest

Az ütésvizsgálat elvégzésekor némi körültekintéssel kell eljárni. Például a vizsgálat megkezdése előtt ellenőrizni kell a gépet az inga szabad lengésével, hogy a szabadon eső inga nulla energiát jelezzen a gép kijelzőjén

Ha ez az eljárás feltárja, hogy a kijelző rögzít valamilyen energiaértéket, akkor ezt az értéket el kell távolítani a vizsgálati testtel végzett vizsgálat során kapott eredményekből

Nem ajánlott csak ütközésvizsgálatot végezni, hogy bizonyos következtetéseket vonjunk le a vizsgált anyagból, még akkor is, ha gondosan elvégezzük

Mivel ugyanazon anyag több mintájának eredményei eltérhetnek egymástól, legalább három tesztet kell elvégezni ahhoz, hogy az eredmény elfogadható legyen. Azonos helyről származó minden három mintát halmaznak neveznek, például: 1 hegesztési készlet, 1 ZAC készlet stb.

A szakítóvizsgálathoz hasonlóan az anyag rugalmasságát is csak a vizsgálati test törött területének megfigyelésével lehet megbecsülni. Minél nagyobb a nyírási arány, annál kétséges az anyag (lásd a vontatás témakört)

Az eredmények értékelése

Ennek a vizsgálatnak az értékelési kritériumai a következők:

1. A vizsgálati test által elnyelt energia. A vizsgált mintákban elnyelt energia a gép kijelzőjén olvasható le;
2. A törés jellemzője és százaléka (kétes vagy törékeny). A nyírás százalékos aránya a törési rész világos területű területének függvénye
3. A vizsgálati test oldalirányú tágulásának százaléka. Az oldalsó tágulás az ellenkező felület hozzáadása a bevágáshoz, a bevágás irányába, a vizsgálati test felszakadása után. Ez a kritérium nagyon ritka, és szinte soha nem szükséges

Az ütésvizsgálat fő eredménye az az energia, amelyet a vizsgáló test deformálódik és törik

Az energiát úgy számítják ki, hogy a kalapács (az ütésvizsgáló gép alkatrésze) potenciális energiáját változtatják az ütközés előtt és után. Ne feledje, hogy minél alacsonyabb az elnyelt energia, annál törékenyebb az anyag ezen a hőmérsékleten

Lásd az alábbi ábrát a szeszes példányokra:

• cp nincs tesztelve (lent);
• cp a teszt után (a táptalaj);
• cp/nagyon kétes anyag (felülről);

Ne feledje, hogy az anyag várhatóan nem törik össze, azaz az anyag középső cp -jére számítunk az alábbi ábrán. A nem törő CP károsíthatja a tesztgépet és annak esetleges dekalibrálását

A vizsgálati eredmények értékelését annak a szabványnak, előírásnak vagy tervnek megfelelően kell elvégezni, amelyben az elfogadható közép- és minimumértékeket úgy határozták meg, hogy a vizsgálatok jóváhagyottnak minősüljenek.

Angol Verzió

Látogasson el a oldalra Angol verzió a pontosításhoz, ha szükséges.

Idézet

Amikor egy tényt vagy információt bele kell foglalnia egy feladatba vagy esszébe, akkor azt is meg kell adnia, hogy hol és hogyan találta meg ezt az információt (Ütésvizsgálat).

Ez hitelességet kölcsönöz a dolgozatának, és néha szükség van rá a felsőoktatásban.

Az élet (és az idézet) megkönnyítése érdekében másolja be és illessze be az alábbi információkat a feladatába vagy esszébe:

Luz, Gelson. Ütésvizsgálat (Charpy V Notch). Anyagok Blog. Gelsonluz.com. nn hh eeee. URL.

Most cserélje ki a nn, hh és eeee dátumot, napot, hónapot és évet, amikor böngészett ezen az oldalon. Cserélje ki az oldal tényleges URL -jének URL -jét is. Ez az idézési formátum az MLA -n alapul.