Pengujian Impak Charpy: Nilai KV, Suhu Transisi, dan J0/J2/K2

Pengujian

Pal pendulum menghantam spesimen kecil bertakik dan energi yang diserap untuk mematahkannya dicatat dalam joule. Spesimen standar berukuran 10 × 10 × 55 mm dengan takik V sedalam 2 mm; hasilnya ditulis KV (K untuk jenis pengujian, V untuk geometri takik V). Metode yang mengaturnya adalah EN ISO 148-1 di Eropa dan ASTM E23 di AS. Di samping energi, laboratorium dapat melaporkan ekspansi lateral dan persentase patahan ulet (geser) pada permukaan patahan.

Mengapa suhu mengubah segalanya

Baja feritik tidak menyerap energi dalam jumlah yang konstan. Ketika suhu turun, energi yang diserap menurun — kadang-kadang secara tajam — dari shelf atas yang tinggi (patahan tangguh dan ulet) ke shelf bawah yang rendah (patahan datar dan getas). Rentang di antaranya adalah transisi ulet–getas. Suatu struktur aman dalam kondisi dingin ketika suhu penggunaannya tetap berada di atas rentang transisi bajanya, dan itulah tepatnya mengapa standar menentukan suhu pengujian dan energi minimum pada suhu tersebut, bukan nilai pada suhu ruang.

Baja tahan karat austenitik, dengan struktur kubik berpusat muka, tidak menunjukkan transisi yang tajam — salah satu alasan baja ini mendominasi penggunaan kriogenik.

Membaca J0, J2, dan K2

Pada baja struktural EN 10025, akhiran penunjukan mengkodekan persyaratan impak:

Akhiran	Energi minimum	Suhu pengujian
JR	27 J	+20 °C (suhu ruang)
J0	27 J	0 °C
J2	27 J	−20 °C
K2	40 J	−20 °C

Huruf menunjukkan tingkat energi (J = 27 J, K = 40 J) dan angka menunjukkan suhu (R = ruang, 0 = 0 °C, 2 = −20 °C). Jadi S355J2 dan S355K2 diuji pada suhu yang sama, yaitu −20 °C, tetapi K2 harus menyerap 40 J, bukan 27 J. Standar produk lain memperluas tangga ini ke penggunaan yang lebih dingin — grade yang dinormalisasi dalam EN 10025 dan grade bejana tekan dalam EN 10028 umumnya diuji pada −40 °C atau −50 °C.

Rincian yang menentukan lulus atau gagal

• Orientasi. Standar produk menyatakan apakah spesimen impak diambil longitudinal atau transversal terhadap arah pengerolan; nilai transversal biasanya lebih rendah, dan sertifikat yang mengutip arah yang lebih mudah tidak membuktikan arah yang diwajibkan.
• Set berisi tiga. Penerimaan biasanya dinilai berdasarkan rata-rata tiga spesimen; nilai individual biasanya diizinkan turun hingga sekitar 70% dari nilai minimum yang ditentukan. Aturan pengujian ulang yang terdefinisi berlaku ketika suatu set gagal.
• Spesimen sub-ukuran. Jika produk lebih tipis dari 10 mm, digunakan spesimen dengan lebar 7.5, 5, atau 2.5 mm. Energi rata-rata minimum yang diwajibkan kemudian dikurangi sebanding dengan luas penampang spesimen, sebagaimana ditetapkan dalam standar produk — hasil sub-ukuran tidak dapat dipertukarkan secara langsung dengan nilai ukuran penuh.
• Kualitas takik dan kalibrasi mesin penting: takik yang tumpul atau striker yang aus menggelembungkan hasil, dan itulah mengapa laboratorium terakreditasi memverifikasi mesin mereka dengan spesimen referensi bersertifikat.