Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy

WMT&R führt Kerbschlagbiegeversuche nach Charpy und Izod Spezifikationen auf instrumentierten Maschinen durch. Unsere Maschinen können im Temperaturbereich von -195°C bis zu über 1090°C und von weniger als 1,36 Joule bis zu über 406 Joule messen. Probenformen umfassen die V-Kerb-, U-Kerb- und Schlüsselloch-Proben. Außerdem gibt es ungekerbte Proben und Proben mit ISO (DIN) V-Kerben, mit denen man Kleinstproben bis zu einem Viertel der üblichen Größe prüfen kann. Standardisierte Kerbproben und X3-Proben können mit dem IZOD-Kerbschlagbiegeversuch bis zu 240foot-pounds. geprüft werden.

Der Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy wurde von Georges Augustin Albert Charpy (1865-1945) entwickelt. Der Charpy-Versuch bestimmt die verbrauchte Schlagarbeit, wenn eine gekerbte Probe unter Stoßbelastung bis zum Bruch gebracht wird. Diese Prüfung dient weiterhin als kostengünstiges Verfahren der Qualitätskontrolle zur Bestimmung der Kerbempfindlichkeit und Bruchzähigkeit von Werkstoffen.

Der Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy wird nicht nur zur Prüfung von Metallen verwendet, sondern auch von Verbundwerkstoffen, Keramik und Polymeren. Durch den Charpy-Versuch bestimmt man die relative Kerbschlagzähigkeit eines Werkstoffes. Er wird als schnelles und kostengünstiges Verfahren zur Qualitätskontrolle angewendet.

TDie Charpy-Prüfprobe besteht standardmäßig aus einem metallen Stab (oder aus einem anderen Werkstoff) mit Dimensionen von 55x10x10mm. Die Probe wird derart bearbeitet, eine Kerbe auf einer der breiteren Seiten zu haben.

• V-Kerb: 2mm tief, mit einem Kerbwinkel von 45° und einem Kerbgrundradius von 0,25mm
• U-Kerb und Schlüsselloch-Probe: 5mm tief mit einem Kerbgrundradius von 1mm

Der Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy wird mit einem Pendelschlagwerk durchgeführt. Die Biegeprobe wird an beiden Seiten sicher befestigt und danach mit einem Pendelhammer geschlagen. Der Pendelhammer trifft die gegenüberliegende Seite der Kerbe auf. Die Kerbschlagarbeit, die zum Durchschlagen der Probe notwendig ist, ergibt sich aus der Differenz zwischen der Fallarbeit (potenzielle Energie) und der Steigarbeit (verbliebende Energie) des Pendels.

Wichtige Einflüße auf die Kerbschlagzähigkeit eines Werkstoffes umfassen: niedrige Temperaturen, hohe Dehngeschwindigkeiten (von Schlag oder Druckbeaufschlagung) und Spannungskonzentratoren wie Kerbe und Risse.

Werden Kerbschlagbiegeversuche mit gleicher Probenform bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt und die Meßpunkte durch eine Ausgleichskurve verbindet, weisen die Ergebnisse auf den Spröd-Duktil Übergang. Dieses Information ist wesentlich, um die tiefstmögliche Betriebstemperatur eines Werkstoffes festzustellen.