Charpy-slagprøvning: KV-værdier, overgangstemperatur og J0/J2/K2

Prøvningen

En pendulhammer rammer et lille prøveemne med kærv, og den energi, der absorberes ved at brække det, registreres i joule. Standardprøveemnet er 10 × 10 × 55 mm med en 2 mm dyb V-kærv; resultatet skrives KV (K for prøvningstypen, V for V-kærvgeometrien). De gældende metoder er EN ISO 148-1 i Europa og ASTM E23 i USA. Sammen med energien kan laboratorier rapportere lateral udvidelse og procentdelen af duktilt (forskydnings-)brud på de brækkede flader.

Hvorfor temperaturen ændrer alt

Ferritiske stål absorberer ikke en konstant mængde energi. Når temperaturen falder, falder den absorberede energi — nogle gange stejlt — fra en høj øvre hylde (sejt, duktilt brud) til en lav nedre hylde (fladt, sprødt brud). Området derimellem er duktil–sprød-overgangen. En konstruktion er sikker i kulden, når dens driftstemperatur holder sig over overgangsområdet for dens stål, hvilket er præcis hvorfor standarder specificerer en prøvningstemperatur og en minimumsenergi ved denne temperatur i stedet for en værdi ved rumtemperatur.

Austenitiske rustfrie stål, med deres fladecentrerede kubiske struktur, viser ingen skarp overgang — en grund til, at de dominerer kryogen drift.

Sådan læses J0, J2 og K2

I EN 10025-konstruktionsstål koder betegnelsens endelse for slagkravet:

Endelse	Minimumsenergi	Prøvningstemperatur
JR	27 J	+20 °C (rumtemperatur)
J0	27 J	0 °C
J2	27 J	−20 °C
K2	40 J	−20 °C

Bogstavet angiver energiniveauet (J = 27 J, K = 40 J), og tallet angiver temperaturen (R = rum, 0 = 0 °C, 2 = −20 °C). Så S355J2 og S355K2 prøves ved den samme −20 °C, men K2 skal absorbere 40 J i stedet for 27 J. Andre produktstandarder udvider stigen til koldere drift — normaliserede kvaliteter i EN 10025 og trykbeholderkvaliteter i EN 10028 prøves almindeligvis ved −40 °C eller −50 °C.

Detaljer, der afgør bestået eller ikke bestået

• Orientering. Produktstandarder angiver, om slagprøveemner er på langs eller på tværs af valseretningen; tværgående værdier er typisk lavere, og et certifikat, der angiver den lettere retning, beviser ikke den krævede.
• Sæt af tre. Accept bedømmes normalt på gennemsnittet af tre prøveemner; individuelle værdier tillades normalt at falde til omkring 70% af det specificerede minimum. Definerede regler for omprøvning gælder, når et sæt ikke består.
• Prøveemner i understørrelse. Hvor produktet er tyndere end 10 mm, bruges prøveemner med 7.5, 5 eller 2.5 mm bredde. Den krævede mindste gennemsnitlige energi reduceres derefter i forhold til prøveemnets tværsnit, som fastsat i produktstandarden — resultater i understørrelse kan ikke direkte udskiftes med værdier i fuld størrelse.
• Kærvkvalitet og maskinkalibrering betyder noget: En stump kærv eller en slidt slaghammer oppuster resultater, hvilket er grunden til, at akkrediterede laboratorier verificerer deres maskiner med certificerede referenceprøveemner.