اختبار الصدم شاربي: قيم KV ودرجة حرارة التحول وJ0/J2/K2

الاختبار

تضرب مطرقة بندولية عينة صغيرة محزّزة وتُسجّل الطاقة الممتصة في كسرها بالجول. العينة القياسية هي 10 × 10 × 55 mm مع حز V بعمق 2 mm؛ وتُكتب النتيجة KV (K لنوع الاختبار، وV لهندسة الحز V). والطرق الحاكمة هي EN ISO 148-1 في أوروبا وASTM E23 في الولايات المتحدة. وإلى جانب الطاقة، قد تذكر المختبرات التمدد الجانبي ونسبة الكسر المطيل (القص) على وجوه الكسر.

لماذا تغيّر درجة الحرارة كل شيء

لا تمتص أنواع الصلب الحديدية كمية ثابتة من الطاقة. فمع انخفاض درجة الحرارة، تنخفض الطاقة الممتصة — أحيانًا بشدة — من رف علوي مرتفع (كسر متين ومطيل) إلى رف سفلي منخفض (كسر مسطح وهش). والنطاق بينهما هو التحول من المطيل إلى الهش. ويكون المنشأ آمنًا في البرد عندما تبقى درجة حرارة خدمته فوق نطاق تحول صلبه، وهذا بالضبط سبب تحديد المعايير درجة حرارة اختبار وطاقة دنيا عند تلك الدرجة بدلًا من قيمة عند درجة حرارة الغرفة.

ولا تُظهر أنواع الصلب المقاوم للصدأ الأوستنيتي، ببنيتها المكعبة متمركزة الوجوه، أي تحول حاد — وهو أحد أسباب هيمنتها على الخدمة المبردة جدًا.

قراءة J0 وJ2 وK2

في أنواع الصلب الإنشائي EN 10025، تُشفّر لاحقة التسمية متطلب الصدم:

اللاحقة	الحد الأدنى للطاقة	درجة حرارة الاختبار
JR	27 J	+20 °C (درجة حرارة الغرفة)
J0	27 J	0 °C
J2	27 J	−20 °C
K2	40 J	−20 °C

الحرف يعطي مستوى الطاقة (J = 27 J، وK = 40 J) والرقم يعطي درجة الحرارة (R = الغرفة، 0 = 0 °C، 2 = −20 °C). لذا تُختبر S355J2 وS355K2 عند −20 °C نفسها، لكن K2 يجب أن تمتص 40 J بدلًا من 27 J. وتوسّع معايير منتجات أخرى السلم إلى خدمة أبرد — إذ تُختبر الدرجات المطبّعة في EN 10025 ودرجات أوعية الضغط في EN 10028 عادة عند −40 °C أو −50 °C.

تفاصيل تحسم النجاح أو الفشل

• الاتجاه. تنص معايير المنتجات على ما إذا كانت عينات الصدم طولية أو عرضية على اتجاه الدرفلة؛ والقيم العرضية أقل عادة، وشهادة تذكر الاتجاه الأسهل لا تثبت الاتجاه المطلوب.
• مجموعة من ثلاث. يُحكم على القبول عادة بمتوسط ثلاث عينات؛ ويُسمح عادة للقيم الفردية بالانخفاض إلى نحو 70% من الحد الأدنى المحدد. وتنطبق قواعد إعادة اختبار معرّفة عندما تفشل مجموعة.
• العينات دون القياسية. حيث يكون المنتج أرق من 10 mm، تُستخدم عينات بعرض 7.5 أو 5 أو 2.5 mm. وعندها يُخفّض الحد الأدنى المطلوب لمتوسط الطاقة بنسبة مقطع العينة، كما هو منصوص عليه في معيار المنتج — فنتائج دون القياسية ليست قابلة للتبادل مباشرة مع قيم الحجم الكامل.
• جودة الحز ومعايرة الآلة مهمتان: فالحز غير الحاد أو الضارب البالي يضخّم النتائج، ولهذا تتحقق المختبرات المعتمدة من آلاتها بعينات مرجعية معتمدة.