Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education
Structural Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

בדיקת השפעה צ'רפיה של פלדות מגולגלות קרות וחמות בתנאי טמפרטורה מגוונים
 
Click here for the English version

בדיקת השפעה צ'רפיה של פלדות מגולגלות קרות וחמות בתנאי טמפרטורה מגוונים

Overview

מקור: רוברטו ליאון, המחלקה להנדסה אזרחית וסביבתית, וירג'יניה טק, בלקסבורג, VA

אחד הסוגים החתרניים יותר של כשלים שיכולים להתרחש במבנים הם שברים שבירים, אשר בעיקר בשל חומרים באיכות ירודה או בחירת חומר לקוי. שברים שבירים נוטים להתרחש פתאום וללא חוסר נטיות חומרית רבה; תחשוב על שבר בעצמות, למשל. כשלים אלה מתרחשים לעתים קרובות במצבים שבהם יש יכולת מועטה עבור החומר לפתח לחצי גיסה בשל תנאי טעינה תלת ממדיים, שבהם ריכוזי המתח המקומיים גבוהים, ושבו נתיב כוח לוגי וישיר לא סופק על ידי המעצב. דוגמאות לכישלון מסוג זה נצפו בעקבות רעידת האדמה בנורת'רידג' ב-1994 במבני פלדה רב-קומתיים. בבניינים אלה, מספר ריתוך מפתח נשבר מבלי להציג כל התנהגות רקיע. שברים נוטים להתרחש ליד חיבורים, או בממשקים בין חתיכות של חומרי בסיס, כמו ריתוך נוטה להציג אי רציפות מקומית הן, חומרים וגיאומטריה, כמו גם לחצים תלת ממדיים עקב קירור.

בעת ציון חומרים למבנה שיראה טמפרטורות הפעלה נמוכות מאוד (כלומר, צינור אלסקה) מחזורי טעינה רבים (גשר בכביש מהיר בין-מדינתי), או כאשר ריתוך משמש בהרחבה, יש צורך בבדיקה פשוטה המאפיינת את חוסנו של החומר, או עמידות לשבר. בתחום ההנדסה האזרחית המבחן הזה הוא מבחן חריץ צ'רפיה, המתואר במעבדה זו. מבחן חריץ ה- V של Charpy נועד לספק מידה פשטנית מאוד של יכולתו של החומר לספוג אנרגיה כאשר הוא נתון לעומס השפעה.

Principles

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

במבני מתכת, אחד מעוניין להשיג התנהגות רקיע, כך שיש סימן או הזהרה של כישלון הממשמש ובא. לדוגמה, בקרן פלדה, זה עשוי לבוא בצורה של עיוות מוגזם. ביצועים אלה מכמתים באמצעות הקשיחות החומרית, המוגדרת כאזור תחת עקומת המתח, שהיא המאפיין המכני הקשור ביותר להתנהגות רקיעה או שבירה. קשיחות קשורה הן לכוח והן לקשיות. בעוד קשיחות היא היכולת של החומר לעוות פלסטי לפני כישלון, משיכות היא המדד של כמה חומר יכול לעמעות פלסטי לפני כישלון. חומר בעל חוזק גבוה אך דביקות נמוכה אינו קשה, בדיוק כפי שחומר עם חוזק נמוך וצינורות גבוהה אינו קשה. על מנת שהחומר יהיה קשה, הוא חייב להיות מסוגל לספוג מתח גבוה ומתח גבוה (משיכות וכוח).

אותו חומר, פלדה קלה, למשל, יכול להתנהג בצורה רקיעה או שבירה בהתאם לכימיה, עיבוד ותנאי טעינה בפועל. קיימים לפחות חמישה מנהלי התקנים לשינוי אפשרי זה בביצועים:

  1. מבנה מולקולרי ומיקרו של החומר, עם גדלי תבואה עדינים יותר וכתוצאה מכך עליות כוח וירידות בצינורות, ואת נוכחותם של כמויות גדולות של סגסוגות, כגון פחמן, לעתים קרובות וכתוצאה מכך ירידה של דביקות של רוב הפלדות.

  2. העיבוד שהחומר עובר יכול לגרום לקשיחות שונה בלוחות פלדה בכיוון של גלגול, בניצב אליו, ובעובי של הצלחת. כיוון זה הוא רגיש במיוחד כפי שקשה לפתח מבנה מיקרו עקבי על פני צלחת עבה.

  3. תנאי הטעינה (טעינה ב 3 ממדים), אשר לעתים קרובות מעכב את התפתחות הלחצים הגיסה. בטעינה 1-2-ממדית, בדרך כלל תיתקל במצבי טעינה שמעוררים לחצי גיזה גדולים, ולכן הרבה התנהגות מניבה ודביקה. במגבלה, לטעינה הידרוסטטית תלת-ממדית, אין רדיוס למעגל של מור, ולכן אין גיסת. במקרים כאלה, החומר לא יניב אלא ייכשל פתאום.

  4. העלייה בקצב המתח, מה שמוביל לעוצמות גבוהות יותר אך קיבולת עיוות מופחתת.

  5. ירידה בטמפרטורה, אשר יכול להוביל משמעותית, ירידה בקשיחות. חומרים מסוימים שעשויים להיות מאוד דביקים בטמפרטורת החדר עשויים להיות שבירים מאוד אם הטמפרטורה יורדת באופן משמעותי.

כדי לקבוע אם חומר יתנהג באופן שביר או דביק, אחד בדרך כלל פועל בדיקת השפעה V-חריץ Charpy. ישנן בדיקות דומות אחרות, כגון מבחן ההשפעה של איזוד, שהוא מבחן הקשיחות הנפוץ ביותר באירופה. בדיקות אלה מתכוונות למדוד את האנרגיה כי נפח קטן של חומר יכול לספוג כאשר נתון לעומס השפעה פתאומי. כפי שצוין קודם לכן, אנרגיה זו יכולה להיחשב קשורה ישירות לאזור תחת עקומת מתח-זן.

כל דגימת Charpy V-notch לבדיקה לעמידות לפגיעה היא בעלת ממדים סטנדרטיים והיא מתוכננת, נתמכת ונטענת כך שתיכשל כאשר היא תיכשל כאשר היא נתונה למכה אחת המיושמת באופן סטנדרטי. חשוב לזכור כי מדידת Charpy קשורה לנפח והגיאומטריה של הדגימה, ולכן התוצאות שימושיות להשוואת ההתנהגות היחסית של החומרים ולא לערכם המוחלט.

כדי לערוך את הבדיקה, דגימה קטנה דמוית קרן עם חריץ בצד אחד (איור 1) נתונה לפגיעה מפטיש במשקל קבוע שנפל מגובה קבוע (איור 2). המשקל הוא בדרך כלל בין 150 ק"ג ל 300 ק"ג, והוא יכול להיות ירד לגבהים שונים כדי לייצר כמויות שונות של אנרגיה. V-חריץ נועד לגרום ריכוז מתח, ובכך להגדיל באופן משמעותי את הלחץ המקומי. כאשר הקרן נתמכת פשוט משני הצדדים ונחבטת באמצע, הקורה תהיה כפופה במתח במקום בו נמצא החרץ. כתוצאה מכך, זה ייצור התפשטות סדק דרך הדגימה כאשר פגע.

Figure 1
איור 1: דגימת צ'רפיה.

Figure 2
איור 2: מכונת בדיקה צ'רפיה.

תיאורטית, האנרגיה הפוטנציאלית המאוחסנת בגובה נתון של הפטיש תתורגם לחלוטין לאנרגיה קינטית רגע לפני שהפטיש יפגע בדגימה של צ'רפיה, בהנחה שהמטוטלת חסרת חיכוך. כשהפטיש מכה בדגימה והוא נשבר, כמות מסוימת של אנרגיה קינטית זו נצרכת. לאחר מכן מודדים עד כמה המטוטלת מתנדנדת בחזרה בכיוון ההפוך. מההפרש בין הגובה ההתחלתי לגובה שהושג לאחר השביתה, ניתן לחשב הבדל באנרגיה הפוטנציאלית. ניתן להניח שכל האנרגיה שאבדה בתהליך זה נספגת על ידי דגימת הבדיקה בשבר. ערך זה נחשב שווה לקשיחות של החומר, או לאזור שמתחת לעקומת המתח.

מתכות רבות, במיוחד הפלדות מעוקבים מרוכזות בגוף (BCC), מציגות ירידה חדה מאוד בספיגת האנרגיה בטמפרטורות החל מ-40 או 50מעלות פרנהייט,ומגיעות לרמה נמוכה יותר סביב -100מעלות פרנהייט.מבנים רבים החשופים כיום לסביבה נמצאים בטווח טמפרטורה זה, ולכן חשוב להבין את התלות בטמפרטורה של כשל מתכת. לדוגמה, בבניית צינור בצפון אלסקה שבו הטמפרטורות יכולות להגיע לערכים נמוכים מאוד, חשוב להבין את הכישלון תלוי הטמפרטורה של המתכת. עם זאת, רוב הפלדות מעוקבים (FCC) המרוכזות בפנים, כמו פלדות אל חלד, אטום לאפקט טמפרטורה זה.

חוזק שבר תיאורטי, הידוע גם בשם כוח שבר אידיאלי, תלוי בעיקר באנרגיית פני השטח החופשית והמרחק הבין-אטומי. חומר אידיאלי יהיה כוח בערך 1/8 עד 1/10 של מודולוס של גמישות. עוצמת השבר הניסיונית בפועל נמוכה בהרבה עקב פגמים, חללים, תכלילים ממתכת ו/או זיהומים. לדוגמה, בבר פלדה פשוט טעון במתח, הלחץ הוא הניח להיות אחיד, למעט ליד הקצוות שבהם העומס מוחל. עם זאת, עם כניסתו של חור פשוט, מעגלי, הכוחות צריכים לזרום סביב החור, ובכך ליצור ריכוז מתח ליד החור.

גודל ריכוז הלחץ פרופורציונלי לרדיוס החור לרוחב הדגימה (r/w). ככל שהרדיוס יורד, גורם ריכוז הלחץ גדל באופן דרמטי. עם זאת, אין חורים מושלמים בטבע או מוצרים מעשה ידי אדם; באופן כללי, יהיו קצוות משוננים ברמה המיקרוסקופית ולכן ריכוזי מתח הרבה יותר גבוהים יתרחשו. ישנם פגמים ופגמים רבים בסורגים קריסטל מתכת. זה ליד ריכוזי הלחץ הקטנים האלה כי סדקים מתחילים להיווצר, וכאשר טעון מהר מאוד, סדקים אלה יתמזגו, להתמזג, ובסופו של דבר לגרום לחומר להיכשל.

בדיקה זו נופלת בתחום מכניקת השברים, הכוללת אפיון יכולת החומרים להתנגד להיווצרות והתפשטות של סדקים. מכניקת שברים אלסטיים ליניארית (LEFM) היא גישה אנרגטית, שבה האנרגיה הכוללת של המערכת שווה לעבודה בשל עומסים מיושמים בתוספת אנרגיית המתח המאוחסנת בתוספת האנרגיה הנדרשת ליצירת משטח שבר חדש. באופנה הליניארית שלה, זה מאוד שימושי לאפיון חומרים שבירים המציגים פלסטיות מוגבלת. ישנן מספר מגבלות LEFM כפי החל על מבחן Charpy, כגון הנחה שגויה כי אין אנרגיה הולכת לאיבוד באמצעות פלסטיות, למרות שיש הרבה פלסטיות מול התפשטות הסדק.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Procedure

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

בניסוי זה נבחן מספר דגימות Charpy בטמפרטורות שונות כדי להמחיש את השפעת הטמפרטורה על עמידות השפעה של פלדה קלה.

  1. כדי להכין את מכונת הבדיקה, תחילה ודאו שהנתיב של הפטיש נקי מכל מכשול. ברגע שהשביל פנוי, הרימו את הפטיש עד שהוא נצמד ואבטחו את המנעול כדי למנוע שחרור מקרי של הפטיש.
  2. כדי להכין את הדגימות, להשתמש בקופסה הקרה כדי לקרר דגימה אחת של כל מתכת לטמפרטורה הרבה מתחת לאפס. השתמש צלחת חמה כדי לחמם דגימה נוספת של כל מתכת לטמפרטורה מעל 200 מעלות פרנהייט.
  3. לאחר הרמת הפטיש, הכנס את הדגימה למכונה באמצעות מלקחיים כדי לוודא שהוא מרוכז בגוף עם החרץ הפונה מהצד כדי להיות מושפע מהפטיש.
  4. ברגע שהדגימה מוכנה, הגדר את החוגה על המכונה בדיוק 300 רגל-ק"ג. חשוב: סובב את החוגה באמצעות הידית. אל תלחץ על המצביע!
  5. כדי להתחיל את הבדיקה, הסר את המנעול ושחרר את המטוטלת על-ידי לחיצה על הידית.
  6. לאחר שהדגימה נשברה, החוגה תקרא את האנרגיה הנקלטת על ידי הדגימה. הקלט ערך זה.
  7. לאחר רישום האנרגיה הנספגת, באפשרותך להשתמש בבלם המכונה כדי למנוע מהמטוטלת להתנדנד. מכיוון שהשימוש בבלם משנה את קריאת הגאז', הקפד לתעד את הנתונים לפני השימוש בהם.
  8. לאחר שהמטוטלת נעצרה, יש לאחזר את הדגימה ולקבוע את אחוז השטח של הפנים השבורות שיש לו מרקם סיבי.

קשיחות של חומר ניתן למדוד באמצעות מבחן חריץ V Charpy, בדיקה פשוטה המאפיינת את החוסן של החומר או עמידות לשבר.

כשלים שבירים הם אחד הכשלים המבניים החתרניים ביותר, מגיע ללא אזהרה. כדי למנוע זאת, יישומים מעורבים טמפרטורות הפעלה נמוכות מאוד, מחזורים חוזרים ונשנים של טעינה, או ריתוך נרחב חייב להפוך אותנו של חומרים קשים. חומרים קשים נוטים הרבה פחות להיכשל בצורה שבירה.

קשיחות ניתן למדוד באמצעות מבחן V-חריץ Charpy. הבדיקה כוללת פגיעה בדגימה חריץ עם פטיש מתנדנד במשקל ידוע, חישוב האנרגיה נספגת על ידי הדגימה במהלך הפגיעה, והתבוננות במשטח השבר.

וידאו זה ימחיש כיצד לבצע את בדיקת חריץ V-חריץ Charpy ולנתח את התוצאות.

חומר קשה הוא אחד שהוא גם חזק וגם רקיע. זה יכול לספוג יותר אנרגיה מאשר חומרים כי הם פחות קשה לפני כישלון. יחד עם ההרכב הכימי של חומר, שינויים בעיבוד החומר ומצב הטעינה יכולים לגרום לשינויים בקשיחות של חומר.

מבחן חריץ V Charpy משמש כדי לחזות אם חומר יתנהג באופן שביר או דביק בשירות. לכל דגימת בדיקה יש ממדים סטנדרטיים עם V-חריץ שנועד להגביר באופן משמעותי את הלחץ המקומי. במהלך הבדיקה, הדגימה נתמכת במכונת הבדיקה כאשר החרץ פונה הרחק מכיוון הטעינה. פטיש במשקל וגובה ידועים מתנדנד, מכה את הדגימה. הצד החרוך של הדגימה חווה מתח. התוצאה היא סדק המתפשט דרך עובי הדגימה לכישלון.

האנרגיה הפוטנציאלית של הפטיש הופכת לאנרגיה קינטית כשהיא מתנדנדת לכיוון הדגימה. כשהפטיש פוגע בדגימה, כמות קטנה של אנרגיה נספגת. שינוי באנרגיה פוטנציאלית ניתן לחשב לדעת את גובה הפטיש לפני ואחרי להכות את הדגימה. האנרגיה שאבדה על ידי הפטיש שווה לאנרגיה נספגת על ידי הדגימה. אנרגיה נספגת במהלך כישלון מצביעה על הקשיחות של החומר. זה קשור לאזור תחת עקומת מתח מתח, עם החומרים הקשים ביותר מסוגל לספוג הן מתח גבוה ומתח גבוה.

ערכי בדיקת ההשפעה של Charpy V-notch מדויקים עבור תנאי בדיקה ספציפיים, אך ניתן להשתמש בהם גם כדי לחזות את ההתנהגות היחסית של חומרים.

בחלק הבא, נמדוד את הקשיחות של שני סוגים שונים של פלדה בטמפרטורות גבוהות ונמוכות באמצעות מבחן ההשפעה של Charpy V-notch.

זהירות: ניסוי זה כרוך בחלקים נעים כבדים וטמפרטורות קיצוניות. פעל בהתאם לכל הנחיות הבטיחות והנהלים במהלך הבדיקה. לפני יום הבדיקה, יש דגימות של החומרים הרצויים במכונה לממדים הסטנדרטיים לבדיקת Charpy.

עבור הדגמה זו, נבדוק שני סוגים שונים של פלדה, ASTM A36 ו- C1018. כדי להכין את הדגימות, להשתמש בקופסה הקרה כדי לקרר דגימה אחת של כל מתכת למינוס 40 מעלות צלזיוס. השתמש בצלחת חמה כדי לחמם דגימה נוספת של כל מתכת ל 200 מעלות צלזיוס. יש לשמור סט שלישי של דגימות בטמפרטורת החדר.

עכשיו, להכין את מכונת הבדיקה. ראשית, בדוק כי הנתיב של הפטיש ברור של כל חסימות, ולאחר מכן להרים את הפטיש עד שהוא נצמד. אבטחו את המנעול כדי למנוע שחרור בשוגג של הפטיש. ודא שהאזור פנוי ולאחר מכן הסר את המנעול ולחץ על הידית כדי לשחרר את המטוטלת. הפטיש צריך להתנדנד בחופשיות עם מעט מאוד חיכוכים, כך שאנרגיה זניחה תאבד כפי שצוין על לוח המחוגים. השתמש בהפסקה כדי לעצור את המטוטלת כדי שתוכל לרדוף מחדש את הפטיש, ולאחר מכן להשתמש במלקחיים כדי למרכז דגימה על הסדן עם החרוז הפונה הרחק מצד הפגיעה.

כאשר הדגימה מוכנה, להגדיר את החוגה על המכונה ל 300 רגל. שוב לאשר כי האזור הוא ברור, ולאחר מכן לשחרר את המטוטלת. הפטיש ישפיע על הדגימה, ו כשהיא מתנדנדת בצד הנגדי, הזז את החוגה כדי לציין את כמות האנרגיה שהדגימה ספגה. הקלט את הערך מהמד ולאחר מכן השתמש בהפסקת המכונה כדי למנוע מהפטיש להתנדנד. הפעלת ההפסקה תפוג את קריאת המד, לכן אל תיקח את הקריאה לאחר החלת ההפסקה.

לאחר שהמטוטלת נעצרה, יש לאחזר את הדגימה ולקבוע את אחוז השטח של הפנים השבורות שיש לו מרקם סיבי. חזור על הליך הבדיקה עבור הדגימות הנותרות. לאחר שתסיים את המבחן הסופי, השאר את הפטיש במצב למטה.

עכשיו, תסתכל על התוצאות.

השווה דגימות מייצגות של חומר מעוקב ממורכז פנים מכל אחת מקבוצות הטמפרטורה. דגימות אלה מראות שונות מועטה על פני טווח הטמפרטורות שנבדקו.

עכשיו, השווה דגימות של חומר מעוקב ממורכז גוף מכל אחת מקבוצות הטמפרטורה. דגימות שנבדקו בטמפרטורה גבוהה מראות יותר משיכות ו עיוות פלסטיק, בעוד דגימות מקבוצת הטמפרטורה הנמוכה מציגות סימנים של שבר שביר.

המעבר לכישלון שביר ניתן לראות על ידי התוויית האנרגיה הנספגת כפונקציה של טמפרטורת המדגם לבדיקות רבות. עבור חומרים מעוקבים מרוכזים בגוף, יש רמה עליונה ברורה באנרגיה נספגת בטמפרטורות גבוהות, רמה נמוכה בטמפרטורות מופחתות, ואזור מעבר בין לבין. חומרים מעוקבים ממורכזים בפנים אינם מציגים את אותו מעבר בטמפרטורות מופחתות.

עכשיו שאתה מעריך את מבחן ההשפעה של Charpy V-notch לשימוש בו בניבוי הקשיחות של חומרים בשירות, בואו נסתכל על האופן שבו הוא מיושם כדי להבטיח מבני קול מדי יום.

סביבות טמפרטורה קיצוניות, כמו חקר החלל, שבהן הטמפרטורה משתנה על פני טווח גדול, כמו גם מזחלות כלבים, שבהן הטמפרטורות צונחות הרבה מתחת לאפס, דורשות חומרים קשים.

יישום חשוב במיוחד הוא בעיצוב גשר, שבו פלדות נדרשות לעמוד בתקני ASTM, הכוללים הן מגבלות Charpy בטמפרטורה נמוכה וגבוהה.

הרגע צפית בהקדמה של ג'וב למבחן ההשפעה של צ'רפיה. עכשיו אתה צריך להבין איך לבצע את בדיקת ההשפעה Charpy על חומרים במגוון טמפרטורות, וכיצד תוצאות אלה מתייחסות הקשיחות החומרית.

תודה שצפיתם!

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

לאחר החזרה על הניסוי עבור דגימות עשויות וערכי טמפרטורה, אתה יכול להתוות את תלות הטמפרטורה של האנרגיה נספג ולראות בבירור את קיומו של מדף עליון ונמוך (או חלקים אופקיים שטוחים). מדפים אלה מצביעים על כך שיש מינימה ברורה מקסימה שניתן להשיג עבור חומר ועיבוד נתון. העניין העיקרי הוא לכמת בקפידה את טמפרטורות המעבר כדי למזער את הסיכון כי אלה נופלים בתוך טמפרטורות ההפעלה של המבנה שתוכנן. חומרים דומים העוברים טיפולים שונים בחום ובמכאניים יראו מדפים עליונים ותחתונים דומים במקצת, אך גם שינוי ברור בטמפרטורת המעבר. הזזת אזור המעבר שמאלה נוטה להפחית את הסיכון לשבר למבנה; עם זאת, זה כרוך בעלויות נוספות משמעותיות מבחינת העיבוד.

כמו כן יש לציין כי מבחן Charpy שימושי לאפיון חומרים שבירים, אשר יראה מעט מאוד משיכות. בפועל, בדיקות Charpy משמשות עבור כל סוגי החומרים, כולל מתכות רקיע מאוד. שימוש זה שגוי מיסודו מכיוון ותהליכי העיוות המניעים כשל שביר שונים מאלה שבכשל רקיע. לא ניתן היה להפיק בדיקה פשוטה שניתן להשתמש בה בהגדרת ייצור, כמו זו של Charpy, לחומרים דביקים למחצה או רקיעים. לכן, סביר להניח כי מבחני Charpy יישארו פופולריים בעתיד הקרוב.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Applications and Summary

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

בדיקת השפעה, בצורה של בדיקות Charpy ו Izod, משמש בדרך כלל כדי למדוד את ההתנגדות של חומרים מתכתיים לשבר שביר. מבחן צ'רפיה משתמש בדגימה קטנה עם חריץ. הקורה נטענת על ידי פטיש גדול המחובר למטוטלת ללא חיכוך. השילוב של קצב המתח מרצף טעינה זה ונוכחותו של V-חריץ שיוצר ריכוז מתח גדול מקומי לגרום התפשטות סדק מהירה ופיצול של הדגימה.

הבדיקה קובעת את האנרגיה הנקלטת על ידי החומר במהלך השבירה על ידי השוואת האנרגיה הפוטנציאלית בתחילת וסיום הבדיקה כפי שהיא נמדדת ממיקום פטיש ההשפעה. גודל האנרגיה הנספגת תלוי בנפח החומר בדגם הקרן הקטן, כך שהתוצאות תקפות רק במובן השוואתי.

מכניקת שברים היא תחום חשוב מאוד של מחקרים בכל החומרים, שכן היא מזכירה לנו כי כל החומרים מכילים פגמים כי הצורה והגודל של הפגם חשובים, וכי יש לטפל בעיצוב הנושא של ריכוזי מתח.

אחת ההפגנות לחשיבות התלות בטמפרטורה הייתה במלחמת העולם השנייה, כאשר כמה ספינות ליברטי ומכליות T-2 התפצלו לשניים, פשוטו כמשמעו, בעודן בנמל. עבור ספינות החירות, כישלון זה היה קשור לריכוזים מתח שנגרמו במהלך הריתוך, כמו גם פירוק גוף הפלדה עקב פעולות ריתוך ומלווה בטמפרטורות ים קר.

מבחן חריץ V-חריץ Charpy הוא חלק תקני ASTM רבים, וככזה, קיים במוצרים רבים שאנו משתמשים בהם מדי יום. יישום חשוב במיוחד הוא בעיצוב גשר שבו רוב הפלדות מוגדרים לעבור טמפרטורה נמוכה ומגבלת Charpy בטמפרטורה גבוהה (כלומר,20 רגל-ק"ג ב -40°F ו 40 רגל-ק"ג ב 80 ° F).

אנרגיית שבר היא מאפיין חומרי חשוב מאוד. אם בודקים צלחת זכוכית ללא רבב עם אנרגיית פני השטח γs= 17x10-5 in-lb/in2   ו- E = 10x106 psi, עוצמת השבר התיאורטית תהיה כ -465,000psi, בהתחשב במשוואה של גריפית '(σf = (2Eγs/ πa)0.5). אם אחד מכניס פגם, אפילו עם גודל קטן כמו 0.01in, לתוך צלחת הזכוכית, כוח השבר מופחת על ידי שלושה סדרי גודל רק 465psi, וזה הרבה יותר כמו מה שאנחנו רואים בחיים האמיתיים.

יישומים תלויי טמפרטורה אחרים שעבורם בדיקת חריץ צ'רי יהיה חשוב כוללים ציוד בדיקה למסע בחלל, שם הטמפרטורה משתנה מעל טווח גדול, כמו גם עבור ציוד מזחלות באנטארקטיקה ובאזורי קוטב אחרים, שם הטמפרטורות לטבול הרבה מתחת לאפס.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter