Các loại phổ biến
Các thử nghiệm Charpy sử dụng một con lắc đập vào một mẫu ngang có khía cố định ở cả hai đầu, đo sự hấp thụ năng lượng từ chênh lệch độ cao của xích đu.
Các thử nghiệm Izod định vị mẫu thử theo chiều dọc được kẹp ở một đầu, với con lắc chạm vào đầu tự do gần rãnh.
Các thử nghiệm trọng lượng thả thả một khối lượng dẫn hướng lên mẫu từ trên cao để có các tác động quy mô lớn hơn.
Các phép đo chính
Các thử nghiệm định lượng năng lượng hấp thụ (tính bằng joule), biến dạng, lực và thời lượng xung để đánh giá độ dẻo dai và độ nhạy khía.
Các rãnh tiêu chuẩn hóa quá trình bắt đầu đứt gãy để có kết quả lặp lại trên các nhiệt độ và vật liệu như kim loại hoặc nhựa.
Các tiêu chuẩn như ASTM E23 chi phối các quy trình về độ chính xác trong kiểm soát chất lượng và thiết kế.
Các ứng dụng
Thử nghiệm va đập tối ưu hóa việc lựa chọn vật liệu trong ô tô, hàng không vũ trụ và xây dựng để ngăn ngừa hỏng hóc khi va đập.
Nó xác định các điểm yếu, hỗ trợ tuân thủ an toàn và nâng cao hiệu suất.










Kiểm tra va đập – Tổng quan ngắn gọn
Kiểm tra va đập là một thử nghiệm cơ học quan trọng được sử dụng để đánh giá khả năng chống gãy giòn của vật liệu trong điều kiện nhiệt độ thấp. Phương pháp này đo năng lượng được hấp thụ bởi mẫu thử có khuyết khi bị gãy trong điều kiện được kiểm soát.
• Thường được thực hiện bằng phương pháp thử khuyết chữ V Charpy theo tiêu chuẩn ASTMA370 hoặc ISO148
• Kết quả được biểu thị bằng Joule (J) hoặc Foot-pound (ft-lbf)
• Giúp xác định độ bền, độ dẻo và khả năng chống gãy
Cách thực hiện như sau:
🔹 Chuẩn bị mẫu thử
• Mẫu thử tiêu chuẩn được gia công với kích thước chính xác — thường là 10 mm × 10 mm × 55 mm, với khuyết chữ V sâu 2 mm (góc 45°, bán kính chân khuyết 0,25 mm).
• Khuyết đóng vai trò là điểm tập trung ứng suất để thúc đẩy sự khởi phát gãy.
• Đối với các mẫu thử nhỏ hơn (được sử dụng khi độ dày vật liệu bị hạn chế), kích thước tỷ lệ được duy trì.
• 🔹 Điều chỉnh nhiệt độ
• Mẫu thử được làm nguội đến nhiệt độ thử nghiệm quy định, mô phỏng Nhiệt độ Kim loại Thiết kế Tối thiểu (MDMT).
• Các nhiệt độ thử nghiệm phổ biến bao gồm –20°C, –29°C, –46°C và –51°C, tùy thuộc vào điều kiện sử dụng và yêu cầu của tiêu chuẩn.
• Việc làm nguội thường được thực hiện bằng cách sử dụng bể điều nhiệt với các chất như nitơ lỏng, etanol hoặc hỗn hợp đá khô-axeton.
• Mẫu thử phải được giữ ở nhiệt độ thử nghiệm trong ít nhất 5 phút trước khi thử nghiệm để đảm bảo cân bằng nhiệt đồng đều.
🔹 Quy trình thử nghiệm
• Mẫu thử đã được làm nguội được gắn vào máy thử va đập Charpy, đặt nằm ngang với phần khuyết hướng ra xa búa va đập.
• Một búa con lắc có khối lượng và thế năng đã biết được thả từ độ cao cố định để va đập vào điểm giữa của mẫu thử.
• Khi va đập, mẫu thử bị vỡ thành hai mảnh.
🔹 Đo lường năng lượng
• Máy tự động đo năng lượng hấp thụ trong quá trình gãy vỡ, là sự khác biệt giữa năng lượng tiềm năng ban đầu và năng lượng tiềm năng còn lại của búa.
• Năng lượng hấp thụ này thể hiện độ dẻo dai của vật liệu ở nhiệt độ thử nghiệm.
🔹 Giải thích dữ liệu
• Thông thường, ba mẫu được thử nghiệm cho mỗi điều kiện, và năng lượng trung bình (tính bằng Joule hoặc ft-lbf) được báo cáo.
• Trong một số trường hợp, hình dạng của bề mặt gãy (vùng cắt so với vùng tinh thể) cũng được đánh giá để hiểu hành vi chuyển tiếp từ dẻo sang giòn.
🔹 Tiêu chí chấp nhận
• Các giá trị chấp nhận được xác định bởi các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành như:
ASME Section VIII, UG-84 – Yêu cầu thử nghiệm chung
UCS-66 – Đường cong miễn trừ thử nghiệm va đập cho thép cacbon và thép hợp kim thấp
• Vật liệu đạt yêu cầu nếu năng lượng hấp thụ trung bình và các giá trị mẫu riêng lẻ đáp ứng hoặc vượt quá mức tối thiểu được quy định bởi tiêu chuẩn quản lý.
Nguồn ảnh: @theroelsolutions