D4 Schlagprüfungen (Charpy)

Thema

Das Charpy-Pendel, die experimentelle Methode zur Beschreibung dieses Modells, beruht darauf, einen schweren Hammer aus bekannter Höhe auf eine gekerbte Metallprobe fallen zu lassen. Die bei diesem dynamischen Bruch absorbierte Energie wird anhand der Rückprallhöhe des Hammers nach dem Bruch der Probe gemessen: Je geringer die Rückprallhöhe, desto mehr Energie hat die Probe beim Bruch absorbiert. Diese höhere Energieabsorption führt dazu, dass der Charpy-Pendelhammer nach dem Aufprall auf eine geringere Höhe zurückprallt. Die Messung dieser absorbierten Energie an mehreren identischen Metallproben, die jeweils bei unterschiedlichen Temperaturen geprüft werden, ermöglicht die Darstellung der Duktil-Spröd-Übergangskurve des Metalls mithilfe einer sigmoidalen Anpassung. Bei ausreichend hohen Temperaturen absorbiert das Metall im duktilen Zustand eine hohe und annähernd konstante Energiemenge; bei ausreichend niedrigen Temperaturen absorbiert es im spröden Zustand eine niedrige und ebenfalls annähernd konstante Energiemenge. Zwischen diesen beiden Extremen fällt die absorbierte Energie in einem relativ engen Temperaturbereich stark ab. Die Tatsache, dass die Prüftemperatur dieses Metalls in diesen Übergangsbereich fällt, bewirkt, dass die beim Bruch absorbierte Energie gemäß der gleichen sigmoidalen Anpassung vom hohen duktilen zum niedrigen spröden Niveau absinkt.

Daher ermöglicht dieses Modell mit dem Charpy-Pendel und der absorbierten Energie, bei der es sich öffnete, die Bruchzähigkeit dieses Metalls näherungsweise und mithilfe der empirischen Barsom-Rolfe-Korrelation zu bestimmen, wie sie von einem anderen Modell dieser Reihe ermittelt wurde. Diese Barsom-Rolfe-Korrelation wandelt die Charpy-Energie, die wesentlich einfacher und kostengünstiger zu messen ist als ein präziser Bruchzähigkeitstest, in eine Näherungsschätzung derselben Bruchzähigkeit um. Eine höhere gemessene Charpy-Energie für dieses Metall bedeutet gemäß dieser Barsom-Rolfe-Korrelation, dass auch die daraus geschätzte Bruchzähigkeit höher ist.

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