ASTM E23 Ensaio de impacto com entalhe em metal, Charpy & Izod
A norma ASTM E23 descreve o ensaio de impacto com entalhe em metais conforme Charpy e Izod. Neste ensaio, uma amostra metálica entalhada é destruída pelo impacto do martelo de pêndulo A ASTM E23 descreve os requisitos para amostras, execução do ensaio, protocolo do resultado e máquinas para ensaio de materiais, ou seja, pêndulos de impacto, a temperatura ambiente e a temperaturas elevadas e temperaturas baixas.
Outra descrição do ensaio de impacto com entalhe em metais se encontra na norma ISO 148-1.
Objetivo Método Charpy Método Izod Dimensões de Amostras Charpy Dimensões de Amostras Izod Impacto com entalhe sob temperatura Automação Sistemas de Ensaio
Objetivo do ensaio de impacto Charpy conforme ASTM E23
O objetivo do ensaio de impacto Charpy conforme ASTM E23 é a determinação da energia de impacto e a determinação da resistência ao impacto de uma amostra feita em metal. Com este método de ensaio é examinado se um metal é resistente ou frágil. No ensaio de impacto Charpy há o impacto único de uma força de grande carga sobre a amostra metálica a qual provoca tensões de multiaxiais. Os ensaios são executados a temperaturas altas ou temperaturas baixas. O objetivo do ensaio é fazer uma previsão exata da probabilidade da ruptura de material frágil.
Ensaio de impacto com entalhe em metais conforme Charpy
No ensaio de impacto Charpy a amostra metálica é centralizada no pêndulo de impacto em relação às batentes. O entalhe se encontra exatamente oposto ao ponto onde o martelo do pêndulo acerta a amostra. Neste ensaio de impacto é determinada a energia de impacto consumida.
Ensaio de impacto com entalhe em metais conforme Izod
No ensaio de impacto conforme Izod a amostra metálica é fixada verticalmente no pêndulo de impacto. O entalhe se encontra exatamente na altura da fixação, virado para o ponto de impacto do martelo do pêndulo. A extremidade livre é separada pelo impacto do martelo do pêndulo. A norma recomenda executar os ensaios de impacto conforme Izod somente a temperatura ambiente visto que a fixação da amostra muitas vezes faz parte do pêndulo de impacto e sua temperatura não pode ser devidamente regulada.
A escolha do método de ensaio (Charpy ou Izod) é normalmente indicada nas normas de produto ou pelos clientes contratantes.
Dimensões da amostra com entalhe tipo buraco da fechadura (Charpy) conforme ASTM E23
Amostras com assim chamados entalhes de buraco de fechadura são menos comuns e se assemelham às com entalhes em forma de U. A diferença é a largura do entalhe, ela é igual ou inferior a 1,6 mm.
- Comprimento: 55 mm
- Largura 10 mm; largura da amostra com entalhamento: 5 mm
- Espessura 10 mm
- O entalhe tipo buraco da fechadura se encontra no centro da amostra e possui raio de 1 mm
Amostra com entalhe em forma de V (Izod) conforme ASTM E23
- Comprimento: 75 mm
- Comprimento até o cabeçote da amostra: 28 mm
- Largura 10 mm; largura da amostra com entalhamento: 8 mm
- Espessura 10 mm
- O entalhe em forma de V se encontra fora do centro da amostra (28 mm distante do cabeçote da amostra) e possui ângulo de abertura de 45°
Notas referentes às amostras
A ASTM E23 avisa que estas formas de amostra não podem ser adequadas para materiais de fundição.
Para materiais estruturados produzidos pelo processo de metalurgia do pó podem ser utilizados sem entalhe, tanto no método de Charpy quanto no método de Izod.
Quando a fabricação de amostras padrão não é possível, podem ser utilizadas amostras menores do que as amostras padrão, assim chamadas amostras subdimensionadas, as quais são abordadas no anexo normativo. Elas variam quanto à largura, largura da amostra e altura, porém em passos fixos. Em caso de utilização, devem ser referenciadas as dimensões atuais no relatório de ensaio.
Ensaio de impacto com entalhe sob temperatura
Ensaios de impacto com entalhe são frequentemente executados a temperaturas altas ou temperaturas baixas. As temperaturas de ensaio são escolhidas para caracterizar o comportamento do material na respectiva faixa de temperatura. Também a modificação das características do material em caso de variação da temperatura é interessante no ensaio de materiais.
Quando o ensaio de impacto com entalhe é executado a temperatura de ensaio elevada ou baixa, não devem passar mais de 5 segundos entre a retirada da amostra do recipiente térmico e o impacto do martelo do pêndulo na amostra.
Também é preciso tomar cuidado para garantir que a temperatura da amostra não se altere significativamente durante o transporte para o pêndulo de impacto. A norma recomenda para tal uma pinça de temperatura regulada com auto-centragem para a inserção das amostras. Em caso de lotes de amostra maiores é recomendado um sistema de ensaios automatizados para a regulagem da temperatura, o transporte, a inserção e o ensaio automático das amostras.
Ensaios de impacto Charpy automatizados
Ensaios de impacto Charpy também podem ser executados de forma automatizada. Uma solução automatizada oferece a vantagem de excluir influências do operador como por ex. temperatura ou umidade da mão, inserção excêntrica ou obliqua, o que permite a alta reprodutibilidade dos resultados de ensaio. Também o alinhamento automático das amostras no apoio e o início do ensaio pelo sistema de ensaio garantem resultados confiáveis e comparáveis.
O sistema robotizados de ensaios roboTest I fornece suporte ao usuário na execução de ensaios de impacto Charpy conforme ISO 148-1 ou ASTM E 23. Com o sistema podem ser testadas de forma automatizada até 450 amostras metálicas entalhadas na faixa de temperatura de -180 °C até +300 °C. Um corpo maciço e isolado para regulagem de temperatura providencia a temperatura homogênea e exata da amostra.
Após o término do intervalo de regulagem de temperatura necessário, as amostras serão empurradas consecutivamente para fora do dispositivo de condicionamento por temperatura para sua posição de ensaio e lá alinhadas automaticamente e expostas ao impacto. O ensaio é realizado dentro de 5 segundos contados a partir da remoção da amostra do depósito com temperatura controlada.
A entrada e o controle são feitos por meio do software de automatização autoEdition3 utilizado em todos os sistemas de ensaio robotizados.
Integração otimizada do ensaio de impacto com entalhe conforme ASTM E23 por meio do software de ensaios testXpert
Software de ensaios para tudo: o ensaio de impacto com entalhe conforme ASTM E23, o ensaio de tração, o ensaio de flexão, o ensaio de fluidez. E todos os dados podem ser avaliados em conjunto.
- Numerosas opções de importação e exportação garantem a integração otimizada de testXpert e do ensaio de impacto com entalhe conforme ASTM E23 em seus processos. Automaticamente, o software de ensaios faz a leitura de dados de outros respectivos sistemas, por exemplo, de seus sistemas ERP e/ou LIM internos.
- A medição das dimensões das amostras conforme ASTM E23 está integrada: A largura residual, altura e largura da amostra são transmitidas pelo equipamento de medição ao testXpert ao apertar um botão.
- Todos os valores característicos do ensaio de impacto com entalhe conforme ASTM E23, ensaio de tração, ensaio de flexão e ensaio de fluidez são armazenados juntamente em um banco de dados. Os dados de ensaio podem ser facilmente localizados, avaliados e comparados – incluindo todas as aplicações. O acesso é realizado facilmente através do navegador da web – de onde quiser.
- O Trend Analysis oferece um gráfico de controle de qualidade simples (SPC), o qual permite detectar desvios das especificações de qualidade em um estágio inicial.
