Hodnocení lomových ploch z rázových zkoušek prováděných metodou Charpy

Vyhodnocení absorbované energie při rázové zkoušce prováděné metodou Charpy

Rázová zkouška prováděná metodou Charpy se používá ke zjištění množství absorbované energie, tedy množství energie, která byla vynaložena na rozlomení zkušebního kusu. Tuto energii lze vypočítat z úhlu, pod kterým bylo kladivo původně zvednuto, a z úhlu, pod kterým se kladivo po rozlomení zkušebního kusu vychýlí na opačnou stranu. Následuje schéma zkušebního stroje pro rázovou zkoušku prováděnou metodou Charpy a vzorce používané k výpočtu absorbované energie a pevnosti při rázové zkoušce prováděné metodou Charpy.

A

Kladivo

B

Vzdálenost od středu otáčení kladiva k těžišti kladiva (R)

C

Úhel, do kterého se kladivo vychýlí po rozlomení zkušebního tělesa (_θβ)

D

Zkušební kus (b: šířka, h: tloušťka)

E

Úhel, pod kterým se kladivo zvedá (_θα)

<Vzorec>
E = WR (cosθ_β − cosθ_α) − L
a = E/bh

E

Absorbovaná energie (J)

a

Hodnota rázu podle metody Charpy (kg-cm/cm²)

W

Hmotnost kladiva (N)

R

Vzdálenost od středu osy otáčení kladiva k těžišti kladiva (m)

θ_β

Úhel, do kterého se kladivo vychýlí po rozlomení zkušebního kusu (°)

θ_α

Úhel, pod kterým se kladivo zvedá (°)

b

Šířka zkušebního kusu (cm)

h

Tloušťka zkušebního kusu (cm)

L

Ztráta energie způsobená třením

Hodnocení lomové plochy při rázové zkoušce prováděné metodou Charpy

Lomová plocha zkušebního kusu, která byla porušena při rázové zkoušce prováděné metodou Charpy, vykazuje různé lomové charakteristiky v závislosti na teplotě. Změna vzhledu lomového povrchu v důsledku změny teploty se označuje jako přechod od tvárnosti ke křehkosti. Lomové povrchy se klasifikují jako křehké nebo tvárné lomové povrchy. Křehké lomové plochy jsou lesklé a stříbřitě bílé. Tvárné lomové plochy jsou tmavě šedé a vyznačují se velkou deformací a nepravidelnostmi povrchu. Procento křehké lomové plochy z celé lomové plochy se nazývá procento křehkého lomu. Naopak procento vypočtené odečtením procenta křehkého lomu od 100 % lomové plochy se nazývá procento tvárného lomu.
Například při zkoušce materiálu při nízké teplotě se zkušební kus téměř vždy zlomí, přičemž si většinou zachová svůj původní tvar čtvercového průřezu. Lomová plocha vykazuje křehký lom, což naznačuje, že množství absorbované energie je malé. Při zkoušce stejného materiálu při vysoké teplotě se vytvoří tvárná lomová plocha a procento křehkého lomu je nižší. Zvyšuje se také množství absorbované energie.
Jak bylo popsáno výše, vztah mezi teplotou a absorbovanou energií a změnu houževnatosti lze pozorovat na plochách a drsnosti lomových ploch při rázové zkoušce prováděné metodou Charpy. Tato zkouška je proto velmi důležitá pro kvantitativní hodnocení těchto faktorů.

Rozdíly mezi rázovou zkouškou prováděnou metodou Charpy a zkouškou rázové pevnosti prováděnou metodou Izod

Kromě rázové zkoušky prováděné metodou Charpy se v průmyslu běžně používá také rázová zkouška prováděná metodou Izod. Tato rázová zkouška se často používá pro plasty a její jednotky jsou J/m. Při těchto dvou metodách se zkušební kusy upevňují různými způsoby. Při rázové zkoušce prováděné metodou Charpy je zkušební kus upevněn na obou koncích a ráz je veden do středu zkušebního kusu. Při rázové zkoušce rázové prováděné metodou Izod je zkušební kus upevněn na jednom konci a na druhý konec je aplikován ráz. Stejně jako při rázové zkoušce prováděné metodou Charpy se úder provádí kladivem. Z absorbované energie se vypočítá rázová síla, která zkušební kus rozlomila. Stejně jako u rázové zkoušky prováděné metodou Charpy se absorbovaná energie měří měřením úhlu, do kterého se kladivo zvedne, a úhlu, do kterého se kladivo vyklopí v důsledku setrvačnosti po roztříštění zkušebního kusu. Pevnost v rázu podle metody Izod a absorbovanou energii lze vypočítat podle následujících vzorců.

a = E/b

a

Pevnost v rázu (J/m)

E

Energie potřebná k rozlomení (absorbovaná energie) (J)

b

Šířka zkušebního vzorku na straně se zářezem (m)

Vzorec pro výpočet absorbované energie je následující.

E = WR (cosθ_β − cosθ_α) − L

E

Absorbovaná energie (J)

W

Hmotnost kladiva (N)

R

Vzdálenost od středu osy otáčení kladiva k těžišti kladiva (m)

θ_β

Úhel, do kterého se kladivo vychýlí po rozlomení zkušebního kusu (°)

θ_α

Úhel, pod kterým se kladivo zvedá (°)

L

Ztráta energie způsobená třením

Obtíže při měření − mikroskop

Mikroskopy získávají informace z povrchu. Šířku drážky je možné měřit z velikosti pohybu podložky a hloubku z velikosti změny zaostření. Mikroskopy také umožňují velké zvětšení, které umožňuje detailní pozorování lomové plochy.
Zároveň měření závisí na lidských očích, což vede k odchylkám výsledků měření v závislosti na obsluze. Další obavou je, že vzhledem k tomu, že mikroskopy nejsou původně určeny k měření, nemusí být možné výsledky měření kvantifikovat nebo může být spolehlivost kvantifikovaných hodnot měření nízká.

Výhoda 1: Kvantitativní vyhodnocení je možné již za jednu sekundu.

Je možné měřit plochu a objem povrchu lomové plochy kovu a také poměr plochy průřezu k ploše povrchu. Vzhledem k tomu, že rozsáhlou oblast lze změřit jedním měřením již za jednu sekundu, je možné dosáhnout velkého nárůstu počtu měřených vzorků. To je u běžných mikroskopů a měřicích přístrojů obtížné vzhledem k dlouhé době potřebné k měření.

Řada VR dokáže také měřit maximální a minimální body v široké oblasti, což dříve vyžadovalo mnoho času a úsilí. Všechny výsledky měření jsou digitalizovány, což výrazně snižuje nároky na následné porovnávání a analýzu dat.

• Stáhnout katalogy
• Kontakt/dotazy

Výhoda 2: Měřicí systém podporuje sledovatelnost.

Řada VR je bezkontaktní 3D měřicí přístroj, který zajišťuje sledovatelnost podle národních norem. Přesnost měření je zaručena jak pro přesnost, tak pro opakovatelnost, a poskytuje tak vysoce spolehlivé výsledky měření, kterým můžete důvěřovat. Kalibrační certifikáty jsou standardně dodávány s hlavní jednotkou a kalibrační deskou.
Jak bylo popsáno výše, řada VR je měřicí systém, který poskytuje plnou sledovatelnost, což umožňuje jeho použití jako měřicího systému.
Standardně se dodává také kalibrační měřidlo, které obsahuje kontrolní zprávu a kalibrační certifikát. Měřidlo je propojeno s referenční stupnicí používanou certifikačními laboratořemi JCSS. Uživatelé tak mohou snadno provádět kalibraci přímo na místě.

• Stáhnout katalogy
• Kontakt/dotazy