Prove di impatto Charpy
Nella prova di impatto Charpy, un campione di materiale viene fratturato con uno strumento a pendolo per prove di impatto Charpy. Il provino viene centrato nello strumento, colpito con il martello a pendolo e fratturato.
La prova di impatto Charpy è un metodo di prova distruttivo utilizzato per la caratterizzazione di un materiale ad alte velocità di deformazione. Viene eseguita sia sulle materie plastiche che sui metalli.
Le prove di impatto Charpy forniscono valori caratteristici della resistenza all'urto di un materiale ad alte velocità di deformazione, espressi sotto forma di valore di energia superficiale. Le prove vengono normalmente eseguite a temperatura ambiente o a basse temperature.
Provini Standard Procedura di prova Valori caratteristici Influenza temperatura Prodotti Automazione Differenze da Izod FAQ
Provini per prove Charpy
Per le prove di impatto Charpy, il provino viene ricavato dal materiale da testare. Le dimensioni del provino sono specificate nelle relative norme. I provini possono essere privi di intaglio o avere un intaglio a V (Charpy v-notch test) o a U (Charpy u-notch test).
Procedura di prova
La prova di impatto Charpy viene eseguita con la stessa configurazione di un test di flessione a 3 punti. Il provino Charpy viene centrato sui supporti del pendolo e contro due incudini. Sui provini con intaglio, la tacca è rivolta verso il martello, esattamente di fronte al punto in cui il martello colpisce il campione.
Il martello colpisce il campione con un'energia definita e lo frattura (distrugge) con un solo colpo. Quando il campione si frattura, il martello trasferisce parte della sua energia cinetica e non è quindi in grado di tornare all'altezza di caduta originale. La differenza di altezza misurata è il valore dell'energia assorbita, l’energia di impatto W in joule. Nelle prove Charpy strumentate, l'energia d'impatto spesa viene determinata registrando una sequenza forza-tempo o una sequenza forza-corsa.
Supporti
I supporti forniscono un piano orizzontale nel pendolo su cui viene posizionato il provino Charpy.
Incudini
Le incudini forniscono un piano verticale nel pendolo, contro il quale il provino Charpy viene appoggiato durante la prova.
Coltello
Il coltello, o striker, è la parte del martello che colpisce il provino Charpy.
Centro del percussore
Il centro del percussore si trova sul coltello e colpisce il provino Charpy esattamente di fronte all'intaglio o al centro del provino (provini senza intaglio).
Valori caratteristici dei test Charpy
Energia di impatto
L'energia d'impatto è definita come l'energia necessaria per fratturare il provino Charpy. L'energia d'impatto è determinata dalla differenza tra l'energia potenziale del martello e il relativo angolo di caduta dopo la frattura del provino.
Forza di impatto
La forza di impatto (detta anche resistenza all'urto con intaglio) viene determinata attraverso il test Charpy e fornisce informazioni sulla resistenza di un materiale a un carico di impatto, ovvero sulla capacità di un materiale di gestire un impatto senza rompersi. La resistenza all'impatto è espressa in J/cm².
Curva forza-spostamento / forza-tempo
La determinazione della curva forza-tempo è possibile solo se si utilizza una prova di impatto Charpy strumentata. In una prova strumentata, la forza viene misurata durante l'impatto, utilizzando celle di carico piezoelettriche o estensimetri, a seconda dell'applicazione.
Le prove Charpy strumentate possono essere utilizzate per determinare parametri aggiuntivi rispetto a quelli determinati nelle prove non strumentate:
- Forza massima
- Deflessione a forza massima
- Energia fino a forza massima
- Deflessione a rottura
- Energia a rottura
Prove di impatto Charpy a temperatura condizionata
Poiché il comportamento alla frattura o al cedimento dipende dalla temperatura, le prove di impatto Charpy vengono spesso eseguite nell'intero intervallo di temperatura di esercizio. Ciò mostra a quale temperatura e in quale misura il materiale diventa fragile (transizione da tenace a fragile).
Il diagramma di esempio mostra che la diminuzione della resistenza dell'acciaio dolce a -40 °C è del 25 % rispetto alla resistenza a 0 °C. Le materie plastiche presentano un comportamento simile, ma generalmente molto più accentuato. Le prove di impatto sono spesso eseguite anche su materie plastiche a diverse temperature.
Per determinare con accuratezza il processo di resistenza all'impatto in relazione alla temperatura, i provini temprati devono essere colpiti entro 5 secondi dalla rimozione dall'ambiente condizionato dalla temperatura.
Prove di impatto Charpy automatizzate
Le prove di impatto Charpy possono essere anche automatizzate. Si eliminano le influenze dell'operatore, come la temperatura o l'umidità della mano e l'inserimento decentrato o angolato del provino. L'allineamento automatico dei provini con il supporto e l'avvio del test tramite il sistema di prova garantiscono anche risultati affidabili e riproducibili.
Il sistema di prova robotizzato roboTest I permette di eseguire prove di impatto Charpy su metalli. Il sistema può essere utilizzato per testare automaticamente fino a 450 campioni di metallo intagliati in un intervallo di temperatura da -180 °C a +300 °C. Un'unità di condizionamento della temperatura robusta e isolata assicura una temperatura uniforme e accurata dei campioni.
Il permette di eseguire prove di impatto Charpy sulle . Le prove di impatto si svolgono a temperatura ambiente o su campioni sottoposti a raffreddamento.
Differenza tra le prove di impatto Charpy e le prove di impatto Izod
In una prova Charpy con intaglio a V, il provino viene posizionato orizzontalmente nel pendolo e colpito al centro. Nella prova di impatto Izod, il provino è afferrato verticalmente nello strumento e il martello a pendolo rompe la parte superiore del provino.
A differenza della prova Izod, la prova Charpy ha una gamma più ampia di applicazioni ed è più adatta a testare materiali che presentano fratture di taglio interlaminari o effetti superficiali. Inoltre, il metodo Charpy offre dei vantaggi nelle prove a basse temperature. Poiché i supporti del provino sono più lontani dall'intaglio, si evita un rapido trasferimento di calore alle aree critiche del provino, semplificando il processo di raffreddamento in un dispositivo di raffreddamento esterno e la successiva immissione nello strumento di prova.
FAQ
La prova di impatto Charpy misura l'energia d'impatto dei materiali, che viene poi utilizzata per determinare la resistenza all'impatto.
Il test di impatto Charpy viene utilizzato per determinare la resistenza all'impatto con intaglio, che indica la resistenza di un materiale ai carichi d'impatto dinamici.
La prova di impatto Charpy, detta anche Charpy v-notch test, è un metodo di prova utilizzato per determinare la resistenza agli impatti dei materiali utilizzando uno strumento a pendolo.
La prova Charpy fornisce valori caratteristici per la resistenza all'impatto ad alte velocità di deformazione sotto forma di un valore legato all'area superficiale. Il test misura l'energia d'impatto in relazione alla superficie di frattura in joule.
La resistenza all'impatto viene calcolata con la seguente formula: Resistenza all'impatto con intaglio = energia di impatto / (spessore del provino * larghezza del provino).
In una prova Charpy, un martello a pendolo colpisce un provino di materiale e lo distrugge. Durante questo processo, il provino assorbe parte dell'energia d'impatto. L'energia d'impatto W determinata nella prova Charpy è misurata in joule.