Urządzenie przedstawione na rysunku służy do badania
A. twardości.
B. wiązkości.
C. wytrzymałości.
D. udarności.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2019 (arkusz M.37-X-19.01).
Urządzenie na zdjęciu to młot wahadłowy, potocznie kojarzony z próbą Charpy’ego, więc służy do badania udarności. Widać tu charakterystyczne wahadło z bijakiem, osłonę bezpieczeństwa i panel pomiarowy, a takie stanowisko mierzy energię potrzebną do złamania próbki z karbem. Wynik podaje się zwykle w dżulach, np. 80 J, 150 J, zależnie od materiału i warunków badania. W praktyce odlewniczej i metaloznawczej jest to bardzo ważne, bo dwa stopy mogą mieć podobną wytrzymałość statyczną, ale zupełnie inaczej zachować się przy nagłym uderzeniu. Moim zdaniem to jedno z bardziej obrazowych badań: próbka naprawdę pęka, a maszyna pokazuje ile energii pochłonęła. Badanie wykonuje się według zasad opisanych m.in. w PN-EN ISO 148-1 dla próby udarności metodą Charpy’ego. Dobra praktyka to właściwe przygotowanie próbki, poprawne wykonanie karbu, kontrola temperatury badania i sprawdzenie, czy wahadło ma odpowiedni zakres energii, np. 300 J. Udarność jest szczególnie istotna przy ocenie staliw, żeliw sferoidalnych, elementów maszyn, odlewów pracujących dynamicznie oraz części narażonych na kruche pękanie w niskiej temperaturze.
Na zdjęciu nie pokazano typowej maszyny do badania wytrzymałości statycznej, twardości ani żadnego przyrządu do oceny tak zwanej wiązkości. Łatwo się tu pomylić, bo w technice wszystkie te badania dotyczą właściwości materiału, ale każde robi się innym urządzeniem i w innych warunkach obciążenia. Wytrzymałość, na przykład na rozciąganie, sprawdza się najczęściej na maszynie wytrzymałościowej z uchwytami, gdzie próbka jest powoli rozciągana aż do zerwania. Otrzymuje się wtedy wartości typu Rₘ, Rₑ albo wydłużenie A, a nie energię złamania. Twardość bada się jeszcze inaczej: przez wciskanie wgłębnika metodą Brinella, Rockwella lub Vickersa, zgodnie z odpowiednimi normami ISO. Tam patrzymy na odcisk albo głębokość wniknięcia, nie na uderzenie wahadła. Pojęcie wiązkości bywa mylone z odpornością materiału na pękanie albo z właściwościami mas formierskich, ale przedstawione urządzenie nie służy do takiej oceny. Kluczową wskazówką jest wahadło zamknięte w osłonie. Taki układ rozpędza bijak i uderza w znormalizowaną próbkę z karbem, a potem mierzy energię pochłoniętą podczas jej złamania. To jest właśnie badanie udarności, bardzo przydatne przy ocenie, czy odlew lub stop nie zachowa się krucho przy nagłym obciążeniu. W warsztacie i laboratorium warto zapamiętać prostą zasadę: wahadło i próbka z karbem oznaczają udarność, a nie klasyczną wytrzymałość czy twardość.