Jednym z ważnych kroków w procesie planowania produkcji jest przeprowadzenie badań materiałowych. Pozwalają one przewidzieć cechy użytkowe produktów i zoptymalizować proces oraz techniki wytwarzania. W wyspecjalizowanych laboratoriach można wykonać między innymi badanie udarności. Co powinno się wiedzieć na ten temat?
W jaki sposób mierzy się udarność?
Udarność materiału to jego odporność na pękanie w wyniku obciążenia dynamicznego. Podczas badania na odpowiednio przygotowane próbki tworzywa działa duża siła w krótkim czasie. Wynik badania udarności (https://de-tech.pl/badanie-udarnosci/) określa ilość energii powodującą pęknięcie materiału. Na fragmentach tworzywa najczęściej robi się specjalne karby. Wówczas pod uwagę bierze się wartość pracy potrzebnej do zniszczenia próbki i pole powierzchni przekroju w miejscu występowania karbu. Udarność definiuje się jako stosunek tych wartości.
Popularnym sposobem testowania tej właściwości jest wykorzystanie młota wahadłowego Charpy’ego. W uproszczonej wersji młot Charpy’ego składa się z podstawy, dwóch słupów, wahadła z bijakiem oraz podpory na próbkę. Ramię młota jest łożyskowane w słupach. Każde urządzenie do badania udarności jest też wyposażone w przyrząd pomiarowy.
Podczas przeprowadzania próby karbowany fragment materiału umieszcza się na podporze. Zwolnione zostaje wówczas ramię młota, które opada swobodnie uderzając w próbkę. Do określenia udarności danego tworzywa wykorzystuje się zwykle 3-5 jego kawałków. Kryteria odczytu wyników określają odpowiednie normy.
W jakich warunkach przeprowadza się badanie udarności?
Udarność materiałów testuje się najczęściej w temperaturze pokojowej. Dzięki nowoczesnym urządzeniom coraz częściej możliwe jest również badanie tworzyw w specyficznych warunkach. Niektóre młoty pozwalają na testowanie próbek nawet w temperaturze ciekłego azotu. Takie badanie udarności jest jednak potrzebne tylko w niektórych sytuacjach.
Energia początkowa wahadła w młocie Charpy’ego to zwykle 150 J, 300 J, 450 J lub 750 J. Próbki do badania muszą mieć określone wymiary i nacięcia w kształcie litery „U”, lub „V”. Oprócz omawianej właściwości materiałów, badanie udarności pozwala na określenie ich pracy łamania i rozszerzenia bocznego. Jest to badanie niszczące, które wymaga zużycia próbek materiału. Jego przeprowadzenie może być jednak niezbędne dla wielu firm. Określenie dokładnych właściwości tworzyw w specjalistycznym laboratorium pozwoli zadbać o jakość produktów i bezpieczeństwo. Warto korzystać z usług certyfikowanych przedsiębiorstw.
