ASTM E23: Zkouška rázem těles s vrubem metodou Charpy a Izod
Norma ASTM E23 popisuje rázové zkoušky kovových vzorků s vrubem metodou Charpy a Izod. Při zkoušce se kovový vzorek s vrubem přerazí kyvadlovým kladivem na polovinu. Norma ASTM E23 popisuje požadavky na vzorky, na provedení zkoušky, na protokoly o výsledcích a na zkušební stroje, tj. kyvadlová kladiva při teplotě okolí nebo za zvýšených či snížených teplot.
Další popis rázové zkoušky na tělesech s vrubem kovových materiálů metodou Charpy lze nalézt v normě ISO 148-1.
Účel zkoušky Metoda Charpy Metoda Izod Rozměry vzorku Charpy Rozměry vzorku Izod Zkouška rázem v ohybu za teplotních podmínek Automatizace Zkušební systémy
Cíl zkoušky rázem vrubovaných těles podle ASTM E23
Cílem rázové zkoušky metodou Charpy podle normy ASTM E23 je stanovení rázové energie a rázové houževnatosti materiálu. Touto zkušební metodou můžete zjistit, zda je kovový materiál houževnatý nebo křehký. Při zkoušce rázem vrubovaných těles působí na kovový vzorek jednorázově vysoká síla (energie), což vede k víceosému namáhání. Zkoušky se provádí za zvýšených nebo snížených teplot. Cílem zkoušky je přesně předpovědět pravděpodobnost vzniku křehkého lomu.
Zkouška rázem kovových materiálů metodou Charpy
Při rázové zkoušce metodou Charpy se kovový vzorek vystředí na podporách kyvadlového kladiva. Vrub směřuje od kyvadlového kladiva a je orientován přesně proti bodu rázu kladiva při rázu. Při zkoušce rázem v ohybu se měří energie nárazu absorbovaná zkušebním tělesem.
Zkouška rázem kovových materiálů metodou Izod
Při rázové zkoušce metodou Izod je kovový vzorek uchycen kolmo v kyvadlovém kladivu. Vrub je orientován na úrovni upínače směrem ke kladivu. Kyvadlové kladivo odlomí volný konec vzorku. Norma doporučuje, aby se rázové zkoušky metodou Izod prováděly pouze při teplotě okolí, protože upínací přípravek je často součástí rázového kladiva a nelze jej odpovídajícím způsobem temperovat.
Rozhodnutí o tom, kterou metodu použít (Charpy nebo Izod), obvykle určují normy výrobku nebo zákazník.
Poznámky ke zkušebním tělesům
Norma ASTM E23 uvádí, že tyto tvary vzorků nemusí být vhodné pro lité materiály.
U konstrukčních materiálů vyráběných práškovou metalurgií lze pro Charpyho i Izodovu metodu použít vzorky bez vrubů.
Pokud není možné vyrobit standardní zkušební tělesa pro rázovou zkoušku, považují se podle normativní přílohy za standardní vzorky menší velikosti, označované jako podrozměrné. Ty se liší tloušťkou, šířkou pod vrubem a výškou, avšak v daných rozměrech. Protokol o zkoušce musí uvádět rozměry použitých zkušebních těles.
Zkouška rázem v ohybu za teplotních podmínek
Zkoušky rázem v ohybu se často provádí při snížených teplotách. Tyto zkušební teploty jsou zvoleny tak, aby charakterizovaly chování materiálu v příslušném teplotním rozsahu. Zajímavé informace přináší také změna vlastností materiálu s měnící se teplotou.
Pokud se rázová zkouška provádí při zvýšené nebo snížené zkušební teplotě, nesmí mezi vyjmutím vzorku z nádoby pro temperování a úderem kladiva na vzorek uplynout více než 5 sekund.
Kromě toho je třeba zajistit, aby se teplota vzorku během přepravy na podpory kyvadlového kladiva výrazně nezměnila. Proto norma doporučuje používat na manipulaci se vzorky teplotně přizpůsobené středicí kleště. Pro větší série vzorků se doporučuje automatický zkušební systém pro temperování, manipulaci, umístění a provedení zkoušky.
Automatizovaná zkouška rázem v ohybu metodou Charpy
Zkoušky rázem lze provádět automaticky. Výhodou automatizovaného řešení je eliminace vlivů obsluhy, jako jsou teplota nebo vlhkost rukou a uložení vzorků mimo střed nebo pod úhlem. Automatizace vede k vysoké reprodukovatelnosti výsledků zkoušek. Automatické zarovnání zkušebních těles na podpěrách a spuštění zkoušky prostřednictvím zkušebního systému rovněž přispívá ke spolehlivým a reprodukovatelným výsledkům.
Robotický zkušební systém roboTest I usnadňuje uživatelům provádění rázových zkoušek podle ISO 148-1 nebo ASTM E23 metodou Charpy na kovových materiálech. Systém lze použít k automatickému provádění zkoušek až 450 zkušebních tyčí s vrubem v teplotním rozsahu od -180 °C do +300 °C. Pevná a izolovaná teplotní komora zajišťuje rovnoměrnou a přesnou regulaci teploty vzorků.
Po uplynutí požadované doby temperování se vzorky jeden po druhém přesunou z teplotní komory do místa zkoušky, kde se automaticky vyrovnají a poté přerazí. Celá tato akce netrvá déle než 5 sekund.
U všech robotických zkušebních systémů se pro zadávání informací a řízení zkoušek používá software autoEdition3.
Optimální zkoušení rázem vzorků s vrubem podle ASTM E23 s použitím softwaru testXpert
Jedno softwarové řešení pro všechny zkoušky, které je možné využít pro zkoušky rázové houževnatosti podle ASTM E23, zkoušky tahem, zkoušky ohybem a zkoušky toku taveniny. Všechna data lze vyhodnocovat společně.
- Různé možnosti importu a exportu dat zajišťují optimální propojení zkoušky rázem podle ASTM E23 a testXpert s vašimi procesy. Zkušební software může automaticky načítat/posílat data z/do jiných systémů, například podnikových systémů ERP nebo LIMS.
- Měření rozměrů zkušebních těles podle ASTM E23 je integrováno: Během měření se výška, šířka a šířka pod vrubem vzorku přenášejí z měřicího zařízení do počítače s testXpert stisknutím tlačítka.
- Všechny vyhodnocované výsledky získané zkouškou rázem podle ASTM E23, tahem, ohybem a toku taveniny jsou ukládány společně do jedné databáze. Veškerá zkušební data jsou snadno dohledatelná a reprodukovatelná – všemi aplikacemi. Přístup je snadný odkudkoli prostřednictvím webového prohlížeče.
- Naše funkce analýzy trendů poskytuje jednoduchý regulační diagram kontroly kvality (SPC), který umožňuje včas odhalit případné odchylky od specifikací kvality.
