Zkouška rázem v ohybu podle Charpyho: hodnoty KV, přechodová teplota a J0/J2/K2

Zkouška

Kyvadlové kladivo udeří do malého vrubovaného zkušebního tělesa a energie pohlcená při jeho přelomení se zaznamená v joulech. Standardní zkušební těleso má rozměry 10 × 10 × 55 mm s vrubem ve tvaru V hlubokým 2 mm; výsledek se zapisuje jako KV (K pro typ zkoušky, V pro geometrii vrubu ve tvaru V). Řídicími metodami jsou EN ISO 148-1 v Evropě a ASTM E23 v USA. Vedle energie mohou laboratoře uvádět boční rozšíření a procento tvárného (střihového) lomu na přelomených plochách.

Proč teplota mění vše

Feritické oceli nepohlcují konstantní množství energie. S poklesem teploty pohlcená energie klesá — někdy strmě — z vysoké horní meze (houževnatý, tvárný lom) na nízkou dolní mez (plochý, křehký lom). Rozsah mezi nimi je přechod z tvárného ke křehkému lomu. Konstrukce je v chladu bezpečná, když její provozní teplota zůstává nad přechodovým rozsahem její oceli, což je přesně důvod, proč normy specifikují teplotu zkoušení a minimální energii při této teplotě, spíše než hodnotu při pokojové teplotě.

Austenitické korozivzdorné oceli se svou plošně středěnou kubickou strukturou nevykazují žádný ostrý přechod — což je jeden z důvodů, proč dominují v kryogenním provozu.

Jak číst J0, J2 a K2

U konstrukčních ocelí podle EN 10025 přípona označení kóduje požadavek na nárazovou práci:

Přípona	Minimální energie	Teplota zkoušení
JR	27 J	+20 °C (pokojová teplota)
J0	27 J	0 °C
J2	27 J	−20 °C
K2	40 J	−20 °C

Písmeno udává úroveň energie (J = 27 J, K = 40 J) a číslice udává teplotu (R = pokojová, 0 = 0 °C, 2 = −20 °C). Takže S355J2 a S355K2 jsou zkoušeny při stejných −20 °C, ale K2 musí pohltit 40 J místo 27 J. Jiné normy pro výrobky rozšiřují stupnici k chladnějšímu provozu — normalizované jakosti podle EN 10025 a jakosti pro tlakové nádoby podle EN 10028 se běžně zkoušejí při −40 °C nebo −50 °C.

Podrobnosti, které rozhodují o vyhovění či nevyhovění

• Orientace. Normy pro výrobky stanoví, zda jsou rázová zkušební tělesa podélná nebo příčná ke směru válcování; příčné hodnoty jsou obvykle nižší a certifikát uvádějící snazší směr neprokazuje ten požadovaný.
• Sada tří těles. Přijatelnost se obvykle posuzuje podle průměru tří zkušebních těles; jednotlivým hodnotám je obvykle dovoleno klesnout přibližně na 70% specifikovaného minima. Při nevyhovění sady platí definovaná pravidla pro opakované zkoušení.
• Zkušební tělesa zmenšené velikosti. Tam, kde je výrobek tenčí než 10 mm, se používají zkušební tělesa o šířce 7.5, 5 nebo 2.5 mm. Požadovaná minimální průměrná energie se pak snižuje úměrně průřezu zkušebního tělesa, jak je stanoveno v normě pro výrobek — výsledky z těles zmenšené velikosti nejsou přímo zaměnitelné s hodnotami z těles plné velikosti.
• Kvalita vrubu a kalibrace stroje záleží: tupý vrub nebo opotřebovaný břit výsledky nadhodnocuje, a proto akreditované laboratoře ověřují své stroje certifikovanými referenčními zkušebními tělesy.