Введение в тест на удар по Шарпи V-типа
Дата:2025-08-12
I. Основная цель теста
Основной целью испытания на удар по Шарпи V-типа является определение:
Ударная вязкость/ударная вязкость: способность материала выдерживать быстрые ударные нагрузки без разрушения в присутствии острой выемки (источника концентрации напряжений). Материалы с высокой прочностью поглощают больше энергии перед поломкой.
Температура пластичного-хрупкого перехода: для многих материалов (особенно металлов с объемно-центрированной кубической структурой, таких как мягкая сталь) их ударная вязкость резко снижается с понижением температуры, переходя от пластичного к хрупкому разрушению. Тестирование CVN, путем тестирования при различных температурах, может охарактеризовать кривую пластичного-хрупкого перехода материала и определить его диапазон температур перехода. Это имеет решающее значение для оценки пригодности материала для низкотемпературных сред (например, в чрезвычайно холодных регионах и криогенной инженерии).
Качество и последовательность материалов: влияние различных партий материала, различных условий термообработки или различных производственных процессов на прочность материала можно быстро сравнить.
II. Принцип и процедура тестирования
Испытание основано на относительно простом, но четко определенном принципе: измерение энергии, необходимой маятнику для разрушения образца со стандартным V-образным вырезом.
Подготовка образца:
Используется стандартный прямоугольный образец (обычно 55 мм x 10 мм x 10 мм).
V-образная выемка определенных размеров обрабатывается в середине одной из продольных граней образца. Это является ключевой особенностью теста:
Угол выемки: обычно 45 °.
Глубина надреза: обычно 2 мм.
Радиус корня выемки: очень маленький (обычно 0,25 мм), чтобы обеспечить резкую концентрацию напряжений. Эта острая V-образная зазубрина имитирует потенциальную трещину, дефект, или зону концентрации напряжений в материале, делая тест весьма чувствительным к потенциалу охрупчивания материала.
Испытательное оборудование:
Маятниковый ударный тестер: основное оборудование. Он состоит из маятника, который вращается вокруг фиксированной оси и первоначально поднимается на заданную высоту (с определенной потенциальной энергией).
Поддержка образца: 2 поддерживая наковальни используемые для того чтобы расположить образец горизонтально (с зазубриной смотреть далеко от направления удара маятника).
Индикатор энергии: шкала или цифровой дисплей показывают высоту к которой маятник поднимает после ломать образец, позволяющ вычислению энергии удара уничтоженной для того чтобы сломать образец.
Процедура испытания:
Точно поместите образец на две опорные наковальни испытательной машины, гарантируя, что зазубрина находится по центру между наковальней и обращена в сторону от маятника.
Отпустите маятник, поднятый на заданную высоту.
Маятник свободно падает, ударяя образец прямо напротив выемки в самой низкой точке.
Образец ломается под ударной нагрузкой.
Маятник продолжает качаться вверх, но достигает высоты ниже, чем первоначальная высота выпуска.
Машина испытания измеряет и записывает разницу в угла или высоты подъема маятника после ломать образец.
Расчет поглощенной энергии удара: энергия, поглощенная образцом при разрыве, рассчитывается исходя из разности между начальной потенциальной энергией маятника и остаточной потенциальной энергией после разрушения образца. Эта энергия известна как энергия удара Шарпи V-Notch (обычно представленная символами KV, CVN или Akv и выраженная в джоулях). Эта энергетическая ценность является ключевым показателем ударной вязкости материала.
