Darbe testi metallerin kırılganlığını anlamak ve değerlendirmek için kullanılır. Metallerin kırılganlığı karakteristik veya özelliği bu metal kırılma elde etmek zorunda ile ilişkilidir (veya kırık) kayda değer deformasyon acı olmadan.
Etki testi nedir?
Test, gemilerin geleneksel perçinlenmiş inşaat yerine kaynaklı plakalar kullanmaya başladı, İkinci Dünya Savaşı'ndan önem kazanmıştır.
O zamana kadar, bu kırılgan davranış anlaşılamadı çünkü gerilme testi gibi başka bir test tarafından tahmin edilemedi.
Çekme testi normalde oda sıcaklığında yapılan tek eksenli/tek eksenli direnç testidir ve bu nedenle Amerika Birleşik Devletleri'nin "liberty" gemilerinin geçirdiği çalışma koşullarını temsil etmiyordu:
- Düşük sıcaklıklar;
- Triaksiyel stres durumu (Üç eksende gerilim - X, Y ve Z);
- Dinamik olarak uygulanan yük (etki);
Darbe direnci sıcaklıktan büyük ölçüde etkilenir, aynı zamanda ortak bir çekme testinde kolayca uygulanamayan koşullardan da etkilenir:
- Çatlakların veya çentiklerin varlığı;
- Yükleme hızı;
Hatta şüpheli malzemeler kullanarak, belirli bir uygulama veya yük dayanacak kadar mukavemetli, bu şüpheli bir malzeme belirli bir sıcaklık tan sonra zayıf kırabilir pratikte bulundu.
Darbe testi, aşağıdaki şekildebir çekiç tarafından darbe nin neden olduğu bir bükme için standart, desenli bir test gövdesi tabi oluşur.
Not küçük h', daha fazla enerji test vücut tarafından emilir. Öte yandan, düşük emilen enerji (büyük h'), daha kırılgan bu sıcaklıkta malzemenin davranışı.
Darbe testinin amacıEtki testi standartların (ASME, AWS, DIN, ISO, vb) gereksinimi tarafından uygulanır ve bunu kullanmak için çeşitli nedenleri vardır.
Bunun nedenlerinden biri, düşük sıcaklıklarda çalışacak ekipman malzemeleri değerlendirmektir. Daha spesifik olarak, malzemelerin kırılgan davranışlarının değerlendirilmesinde kullanılır ve malzemelerin dúctil-kırılgan geçiş sıcaklığının incelenmesinde yardımcı bir araç olarak görev eder.
Ancak bu değerlendirmenin sonucu sınırlı bir anlam ve yoruma sahiptir ve sonucu kesin değildir. Bu nedenle, test aynı koşullar altında test edilen malzemelerin karşılaştırılması ile sınırlandırılmalıdır.
Daha ölçülebilir sonuçlar için, CTOD tahlil ve alternatif olarak, damla ağırlık testi kullanılmalıdır.
Darbe testinin sınırlandırılmasının açıklaması, test sırasında test gövdesinde bulunan triaksiyel gerilmelerin bileşenlerinin çeşitli faktörlere bağlı olduğu için tatmin edici bir şekilde ölçülememelerinden kaynaklanmaktadır.
Bu nedenle, test gövdesi tarafından emilen enerjiyi metalin davranışıyla herhangi bir darbeye bağlayamıyoruz, ki bu da sadece parçanın tamamı çalışma koşullarında test edilirse meydana gelecek.
Ayrıca, kaynak veya uygulanan ısıl işlem döngüleri gibi üretim koşullarının başarısını (veya başarısızlığını) değerlendirmek için darbe testini de kullanabilirsiniz.
Başka bir çok yaygın uygulama da belirli bir kaynaklı eklem kullanılan kaynak prosedürü doğrulama içindir. Malzemenin uygun olup olmadığını bilmek yeterli değildir, kaynak da değerlendirilmelidir.
Numune türleriTest gövdesi standartlara göre standartlaştırılmıştır (örneğin ASTM A370) ve kırığın yerini sağlamak ve triaksiyel bir gerilme durumu üretmek için de standartlaştırılmış bir çentik tedbir ile sağlanır.
Genellikle darbe testinin gerçekleştirmek için kullanılan numuneler şunlardır: charpy numunesi ve izod numunesi, her ikisi de ASTM E23 standardı tarafından belirtilir.
Bu iki, cp türü (proof body) charpy türü en şüphesiz kullanılır. O kadar kullanılır ki etki testi bazen "charpy"olarak adlandırılır.
Charpy Test GövdesiCharpy numuneleri 10 mm kare bölümü, uzunluğu 55 mm ve numunenin merkezinde çentikler ile A.B ve C tipi olarak sınıflandırılır.
A tipi Nde V şeklinde Çentik, anahtar deliği şeklinde B tipi ve U. Charpy tipi numuneler şeklinde C tipi merkezi olarak desteklenir ve bu destekler arasındaki mesafe 40 mm.
Aşağıdaki şekil, bu üç tür numunenin şeklini, boyutlarını ve çentiklerini göstermektedir.
Izod Test GövdesiIzod test gövdesi 10 mm kare bir bölüme sahiptir, uzunluğu 75 mm, bir ucundan 28 mm mesafeden çentik, v şeklinde.
Daha derin çentikli numuneler (Örnek Izod ve Charpy tip A) en şüpheli metal testlerinde emilen enerjilerin farkını göstermek için kullanılır. Bu cps daha kolay kırılgan kırıklara neden olma eğilimindedir.
FoFo (dökme demir) veya baskı altındaki dökme metaller gibi daha kırılgan malzemelerin test edilmesinde, numuneler genellikle çentik gerektirmez. Çünkü malzeme zaten doğal olarak daha kırılgan.
Azaltılmış numunelerBoyutları normal numunelerin (kalınlığı 11 mm'den az) üretimine izin verilmeyen malzemelerde, azaltılmış numunelerin çıkarılması mümkündür. Ancak test gövdesinin uzunluğu, slot yarıçapı ve çentik açısı sabit kalır.
Çentik İşlemeSlot işlemede küçük bir varyasyon test sonucunda büyük hatalara yol açabileceğinden, yeterli ekipmana ve slot profil kontrol aracına sahip olmalıyız.
Not: Petrobras kendi standartları aracılığıyla örneğin charpy darbe testi gerçekleştirmeden önce bir profil projektör çentik doğrulama gerektirir.
Yuva, broached, planer veya frezeleme makinesi ile kullanılabilir ve profili bir profil projektörü tarafından kontrol edilmelidir.
Ne zaman bir darbe testine gitsem operatörden profil projektörüne bir test gövdesi koymasını istiyorum, böylece çentik lerin uygunluğunu değerlendirebilirim.
Çentikler ısıl işlemden sonra, mümkünse işlenmelidir. "keyhole" şeklindeki oluklu numuneler dairesel deliğin düşük kesme hızıyla dikkatlice açılması gerekir.
Oluk kesimi herhangi bir yöntemle yapılabilir, ancak delik yüzeyi arızalı olmasın.
Numunelerin ÇıkarılmasıStandartlar, numunelerin kaldırılma yerini belirtir, çünkü çentik lerin hazırlanmasıiçin yönlendirmeleri ve yönü test sonuçlarında önemli değişiklikler anlamına geliyor.
Bir çelik plakanın farklı konumlarından alınan Charpy numuneleri üzerinde çentik kaldırma ve / veya konumlandırma üç pozisyonları aşağıdaki var.
Charpy numunelerinde çentik kaldırma ve konumlandırma < br /> üç olasılık-
Darbe testine gönderilen bu gövdeler, aşağıdaki grafikte gösterildiği gibi üç farklı eğri sundular.
Lif yönünde çentik atan (kesmeyi tercih eden) test gövdesi C, mümkün olan en düşük enerji emilimine sahiptir.
B-geçirmez vücut da bir çapraz çentik vardır. Sadece, bu durumda, çentik boyunca tüm lifleri keserek, plakanın çekirdeğini geçer.
Eğri, diğer ikisine göre bir ara durumdadır. Eğriler arasındaki bu ilişki, testin sıcaklığı ne olursa olsun sabit kalır.
Test TekniğiDarbe testi aşağıda verilen şemadan görülebilir.
Sarkaç, ağırlık merkezinin, darbe noktasındaki kinetik enerjisinin sabit ve belirtilen bir değere sahip olduğu bir referansla ilgili olarak h0 yükseklikte olduğu bir konuma alındığı varsayılır. Çekiç serbest bırakılır ve çentik karşı taraftan test gövdesi vurur.
Bir kez serbest bırakılan ve test gövdesinin yokluğunda pivot hava direnci ve sürtünme göz ardı, sarkaç enerji tasarrufu ilkesi ile diğer tarafta aynı yüksekliğe ulaşmalıdır.
Test gövdesi ile kırdıktan sonra, çekiç deforme etmek ve test gövdesi kırmak için emilen enerji ile ters orantılı bir yüksekliğe yükselir. Böylece, çekiç tarafından ulaşılan yükseklik düşük, daha fazla enerji test vücut emilir. Bu enerji doğrudan test makinesine okunur.
Test gövdesi sarkaç etkisi ile takılır ve yırtılmış ise, bu operasyonda emilen enerji sarkaç ulaşmak için neden olur, diğer tarafta, maksimum yükseklik h1 h0 daha az. Diğer bir deyişle, malzemenin darbe direnci h0 ve h1'deki potansiyel enerjiler arasındaki farktan etkilenir.
Uygulamada, cihaz, enerji farkının doğrudan okunması için maksimum değer göstergesine sahip, mezun olmuş bir ölçeğe sahiptir. Enerji olduğu için raporlardaki darbe direnci genellikle Joules'te (J) kaydedilir. Ancak, test organı tarafından emilen enerji kgf/m (metre başına kilogram kuvveti) veya lb/ft (ayak başına pound) veya J (Joule) olarak da ifade edilebilir. Brezilya'daki bazı eski makineler genellikle enerjiyi kgf/m olarak gösterir ve Joule'ye dönüştürülmesi gereklidir.
Charpy testinde, test gövdesi merkezi bir çentik vardır ve her iki uçta da desteklenir. Etkisi yukarıda gösterildiği gibi merkezi yer alır.
En yaygın çentik tip "V", ancak "U" veya delik sonu yarık şeklinde çentikler de vardır. V tipi çentik için boyutlar şunlardır:
- Uzunluk 55 mm;
- Bölüm 10 x 10 mm;
- Notch 45º;
- Derinlik 2 mm.
EkipmanTest ekipmanı temelde sabit bir yükseklikte serbest düşüş serbest bırakılır bir sarkaç (çekiç), test gövdesinin bir destek sitesi ve mezun ölçek ile bir kadran içeren bir ölçüm aleti oluşur.
Bu kadran, ilk yükseklik ve sarkaç tarafından ulaşılan son yükseklik arasındaki fark sayesinde, test gövdesi kırmak için emilen enerji belirlemenizi sağlar.
Test le ilgili dikkat edilecek hususlarTest sıcaklığı, düşük ve orta mukavemetli malzemeden elde edilen sonuçlarla doğrudan ilişkilidir ve bu nedenle test edilen test gövdesinin tipi ile birlikte sonuca kaydedilmelidir.
Darbe testleri genellikle düşük sıcaklıklar için belirtilir, ancak ortam sıcaklıklarında ve hatta ortam sıcaklıkları altında da yapılabilir.
Test sıcaklığının oda sıcaklığında olmadığı durumlarda, numuneler makineye yerleştirilmeli ve beş saniye içinde yırtılmalıdır (böylece önemli bir sıcaklık değişimi olmaz). Buna ek olarak, ısıtma ve / veya soğutma ortamı bakım ve sıcaklık homojenizasyon için bir kontrole sahip olması gerekir.
Makinedeki en basit konumlandırma olduğu için charpy testi en çok tavsiye edilen testtir. Cps kullanımı boyutlarına uygun azimli (pençe tipi) kullanımı ile yapılabilir. Aynı zamanda CTOD gibi testlere göre en ucuz etki testidir.
Darbe testi yaparken biraz dikkatli olunmalıdır. Örneğin, test başlamadan önce, serbest düşüşte serbest bırakılan sarkaç makine ekranında sıfır enerji yi göstersin diye, makama sarkaç serbest salınımı ile kontrol edilmelidir.
Bu yordam, görüntünün bir miktar enerji değeri kaydettiğini ortaya çıkarırsa, bu değer test gövdesi ile test sırasında elde edilen sonuçlardan çıkarılmalıdır.
Bunu gerçekleştirmek için dikkatli olsa bile, test edilen malzemeden bazı sonuç çıkarmak için sadece bir darbe testi gerçekleştirmek için tavsiye edilmez.
Aynı malzemeden birkaç numunenin sonuçları kendi aralarından farklılık gösterebileceğinden, sonuç olarak kabul edilebilir bir ortalamaya sahip olmak için en az üç test yapılması gerekmektedir. Aynı konumdan her üç örnek bir dizi denir, örneğin: 1 kaynak seti, 1 ZAC seti vb ...
Çekme testinde olduğu gibi, sadece test gövdesinin kırık bölgesini gözlemleyerek malzemenin sünekliğini tahmin etmek de mümkündür. Kesme yüzdesi ne kadar yüksekse, malzeme o kadar şüphelidir (çekiş konusuna bakın).
Sonuçların değerlendirilmesiBu tarariçin değerlendirme kriterleri şunlardır:
- Test organı tarafından emilir enerji. Test edilen numunelerde emilen enerji makine ekranında okunur;
- Kırığın karakteristik ve yüzdesi (şüpheli veya kırılgan). Kesme yüzdesi, kırık parçasının parlak bir yönü olan alanının bir fonksiyonudur.
- Test gövdesinin yanal genişleme yüzdesi. Yanal genişleme çentik için ters yüzün eklenmesidir, çentik kendisi yönünde, test gövdesinin yırtılmasından sonra. Bu kriter çok nadirdir ve hemen hemen hiç gerekli değildir.
Darbe testinin ana sonucu, test gövdesi tarafından deforme olmak ve kırmak için emilen enerjidir.
Enerji, darbeden önce ve sonra çekiç (darbe test makinesinin bileşeni) potansiyel enerjisi nin değiştirilerek hesaplanır. Unutmayın ki emilen enerji ne kadar düşükse, o sıcaklıktaki madde o kadar kırılgandır.
Charpy örnekleriaşağıdaki şekilde bakınız:
- cp test edilmedi (aşağıda);
- cp testten sonra (ortam);
- cp/çok şüpheli malzeme (yukarıdan);
Test sonuçlarının değerlendirilmesi, kabul edilebilir ortalama ve minimum değerlerin testolarak kabul edilebilmek için tanımlandığı standart, spesifikasyon veya tasarıma uygun olacaktır.