Charpy slagprøving: KV-verdier, overgangstemperatur og J0/J2/K2

Prøvingen

En pendelhammer slår mot et lite prøvestykke med skår, og energien som absorberes når det brekkes, registreres i joule. Standardprøvestykket er 10 × 10 × 55 mm med et 2 mm dypt V-skår; resultatet skrives KV (K for prøvingstypen, V for V-skårgeometrien). De gjeldende metodene er EN ISO 148-1 i Europa og ASTM E23 i USA. Ved siden av energien kan laboratorier rapportere sideutvidelse og prosentandelen duktil (skjær) bruddflate på de brukne flatene.

Hvorfor temperatur endrer alt

Ferrittiske stål absorberer ikke en konstant mengde energi. Når temperaturen faller, synker den absorberte energien — noen ganger bratt — fra en høy øvre hylle (seigt, duktilt brudd) til en lav nedre hylle (flatt, sprøtt brudd). Området imellom er overgangen fra duktilt til sprøtt brudd. En konstruksjon er trygg i kulden når brukstemperaturen holder seg over overgangsområdet til stålet, og det er nettopp derfor standarder spesifiserer en prøvingstemperatur og en minimumsenergi ved den temperaturen i stedet for en verdi ved romtemperatur.

Austenittiske rustfrie stål, med sin kubisk flatesentrerte struktur, viser ingen skarp overgang — én grunn til at de dominerer kryogen bruk.

Slik leser du J0, J2 og K2

I EN 10025 konstruksjonsstål koder suffikset i betegnelsen slagkravet:

Suffiks	Minimumsenergi	Prøvingstemperatur
JR	27 J	+20 °C (romtemperatur)
J0	27 J	0 °C
J2	27 J	−20 °C
K2	40 J	−20 °C

Bokstaven angir energinivået (J = 27 J, K = 40 J) og tallet angir temperaturen (R = rom, 0 = 0 °C, 2 = −20 °C). S355J2 og S355K2 prøves altså ved den samme −20 °C, men K2 må absorbere 40 J i stedet for 27 J. Andre produktstandarder utvider stigen til kaldere bruk — normaliserte kvaliteter i EN 10025 og trykkbeholderkvaliteter i EN 10028 prøves vanligvis ved −40 °C eller −50 °C.

Detaljer som avgjør bestått eller ikke bestått

• Orientering. Produktstandarder angir om slagprøvestykker er i lengderetning eller tverretning i forhold til valseretningen; verdier i tverretning er vanligvis lavere, og et sertifikat som oppgir den lettere retningen beviser ikke den som kreves.
• Sett med tre. Aksept bedømmes normalt ut fra gjennomsnittet av tre prøvestykker; enkeltverdier tillates vanligvis å falle til omtrent 70% av det spesifiserte minimumet. Definerte regler for ny prøving gjelder når et sett ikke består.
• Prøvestykker i redusert størrelse. Der produktet er tynnere enn 10 mm, brukes prøvestykker med 7.5, 5 eller 2.5 mm bredde. Den påkrevde gjennomsnittlige minimumsenergien reduseres da i forhold til prøvestykkets tverrsnitt, som fastsatt i produktstandarden — resultater fra reduserte prøvestykker kan ikke direkte byttes om med verdier i full størrelse.
• Skårkvalitet og maskinkalibrering betyr noe: et sløvt skår eller en slitt slagkant blåser opp resultatene, og derfor verifiserer akkrediterte laboratorier maskinene sine med sertifiserte referanseprøvestykker.