Test di impatto Charpy di acciai formati a freddo e laminati a caldo in diverse condizioni di temperatura

Fonte: Roberto Leon, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Uno dei tipi più insidiosi di guasti che possono verificarsi nelle strutture sono le fratture fragili,che sono principalmente dovute a materiali di scarsa qualità o scarsa selezione dei materiali. Le fratture fragili tendono a verificarsi improvvisamente e senza molta inelasticità materiale; pensa a una frattura ossea, per esempio. Questi guasti si verificano spesso in situazioni in cui vi è poca capacità per il materiale di sviluppare sollecitazioni di taglio a causa di condizioni di carico tridimensionali, dove le concentrazioni di deformazione locali sono elevate e dove un percorso di forza logico e diretto non è stato fornito dal progettista. Esempi di questo tipo di guasto sono stati osservati all'indomani del terremoto di Northridge del 1994 in strutture in acciaio a più piani. In questi edifici, un certo numero di saldature chiave si sono fratturate senza mostrare alcun comportamento duttile. Le fratture tendono a verificarsi in prossimità di connessioni o interfacce tra pezzi di materiali di base, poiché la saldatura tende a introdurre discontinuità locali sia nei materiali che nella geometria, nonché sollecitazioni tridimensionali dovute al raffreddamento.

Quando si specificano materiali per una struttura che vedrà temperature di esercizio molto basse (ad esempio, la pipeline dell'Alaska) molti cicli di carico (un ponte su un'autostrada interstatale), o dove la saldatura è ampiamente utilizzata, è necessario avere un semplice test che caratterizzi la robustezza del materiale o la resistenza alla frattura. Nel campo dell'ingegneria civile quel test è il test Charpy V-notch, che è descritto in questo laboratorio. Il test Charpy V-notch ha lo scopo di fornire una misura molto semplicistica della capacità del materiale di assorbire energia quando sottoposto a un carico d'impatto.

In questo esperimento testeremo diversi campioni di Charpy a diverse temperature per illustrare l'effetto della temperatura sulla resistenza agli urti dell'acciaio dolce.

1. Per preparare la macchina di prova, assicurarsi innanzitutto che il percorso del martello sia libero da eventuali ostacoli. Una volta che il percorso è libero, sollevare il martello fino a quando non si blocca e fissare la serratura per evitare il rilascio accidentale del martello.
2. Per preparare i campioni, utilizzare la scatola fr

Dopo aver ripetuto l'esperimento per i campioni di maggio e i valori di temperatura, è possibile tracciare la dipendenza dalla temperatura dell'energia assorbita e vedere chiaramente l'esistenza di un ripiano superiore e inferiore (o porzioni orizzontali piatte). Questi scaffali indicano che ci sono chiari minimi e massimi che possono essere raggiunti per un determinato materiale e lavorazione. L'interesse principale è quello di quantificare attentamente le temperature di transizione per ridurre al minimo il rischio ch..

I test di impatto, sotto forma di test Charpy e Izod, sono comunemente usati per misurare la resistenza dei materiali metallici alla frattura fragile. Il test di Charpy utilizza un piccolo campione di trave con una tacca. La trave è caricata da un grande martello attaccato a un pendolo senza attrito. La combinazione della velocità di deformazione di questa sequenza di carico e la presenza della tacca a V che crea una grande concentrazione di stress locale provoca una rapida propagazione della fessura e la scissione del..