Młot Charpy’ego służy do pomiaru
A. wytrzymałości na zginanie.
B. udarności.
C. twardości.
D. wytrzymałości na ściskanie.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2021 (arkusz M.37-SG-21.01).
Młot Charpy’ego służy do pomiaru udarności, czyli zdolności materiału do pochłaniania energii podczas gwałtownego, dynamicznego pękania. W praktyce próbka, najczęściej z karbem V albo U, jest uderzana wahadłem młota, a urządzenie pokazuje energię zużytą na jej złamanie, zwykle w dżulach. To bardzo ważne przy ocenie staliw, żeliw i innych stopów, bo materiał może mieć dobrą wytrzymałość statyczną, a mimo to pękać krucho przy uderzeniu lub w niskiej temperaturze. Badanie wykonuje się zgodnie z wymaganiami typu PN-EN ISO 148-1, gdzie określa się m.in. wymiary próbki, rodzaj karbu, temperaturę badania i sposób odczytu energii. Moim zdaniem to jedno z bardziej praktycznych badań, bo dobrze pokazuje, jak materiał zachowa się nie tylko „na papierze”, ale w realnej pracy, np. przy elementach maszyn, odlewach narażonych na uderzenia, częściach pojazdów czy konstrukcjach pracujących zimą. Trzeba też pamiętać, że wynik próby Charpy’ego nie jest zwykłą wytrzymałością w MPa, tylko informacją o odporności na pękanie udarowe.
Młot Charpy’ego bywa mylony z maszynami do badań wytrzymałościowych, bo w próbie rzeczywiście dochodzi do złamania próbki. Jednak nie oznacza to, że mierzy się tu wytrzymałość na ściskanie albo klasyczną wytrzymałość na zginanie. Wytrzymałość na ściskanie bada się zwykle na prasie lub uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej, gdzie próbka jest obciążana powoli i osiowo, aż do zniszczenia albo do osiągnięcia określonego odkształcenia. To badanie statyczne, zupełnie inne niż uderzenie wahadłem. Podobnie wytrzymałość na zginanie określa się w próbie trójpunktowej lub czteropunktowej, gdzie analizuje się naprężenia i moment zginający przy kontrolowanym obciążeniu. W próbie Charpy’ego próbka też pęka najczęściej w warunkach zginania, i tu właśnie łatwo się pomylić, ale wynik dotyczy energii pochłoniętej przy udarze, a nie granicznego naprężenia zginającego. Twardość z kolei mierzy się metodami Brinella, Rockwella, Vickersa czy podobnymi, przez wciskanie wgłębnika w powierzchnię materiału. Młot Charpy’ego nie robi odcisku i nie ocenia oporu powierzchni na wgniatanie. Z mojego doświadczenia najczęstszy błąd polega na kojarzeniu nazwy „młot” z każdym badaniem niszczącym. W technice odlewniczej i metaloznawstwie trzeba jednak patrzeć na wielkość mierzoną: Charpy to udarność, czyli odporność materiału na kruche pękanie pod obciążeniem dynamicznym, często sprawdzana według PN-EN ISO 148-1.