4. WNIOSKI
Na podstawie tejże próby można ocenić zachowanie się metali w warunkach sprzyjających kruchemu pękaniu, wywołanych w próbce obecnością karbu i odkształceniami o dużej prędkości, powstałymi w wyniku udarowego działania siły.
Udarność wyznacza się jako pracę uderzenia odniesioną do powierzchni początkowej przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu. Tak przyjęte określenie udarności nie ma podstaw fizycznych, a przy badaniu próbek z karbem nie występuje prawo podobieństwa. Stąd udarność można porównywać jedynie w odniesieniu do jednego rodzaju i wymiarów próbek. Ten niedostatek jest przyczyną braku metod obliczeń konstrukcji, w których w sposób bezpośredni wykorzystano by udarność. Dlatego aktualnie często wyznacza się tylko wartość K dla danego rodzaju i wymiarów próbek.
Próbki pobiera się wzdłużnie lub poprzecznie do kierunku walcowania, promieniowo lub stycznie do powierzchni wyrobu. Oś karbu próbek pobranych z blach, prętów i kształtowników powinna być prostopadła do powierzchni wyrobu. Próbki powinny być całkowicie obrobione mechanicznie przez skrawanie.
Obróbkę cieplną należy przeprowadzić na odcinkach próbnych lub próbkach przed wykonaniem karbu.
Do badań należy pobrać co najmniej trzy próbki. Odpowiednie normy i przepisy towarzystw klasyfikacyjnych szczegółowo określają liczbę, położenie i sposób pobierania próbek.
Próbę przeprowadza się w temperaturze 20+10-50C. Obok wyznaczenia wartości K i KC dodatkową informację o zachowaniu się badanego materiału można uzyskać z wyglądu przełomu próbek po złamaniu.
Przełom może być plastyczny, kruchy lub mieszany. W tym ostatnim przypadku określa się procentowy udział przełomu kruchego.
Wytrzymałość i twardość wzrasta z obniżeniem temperatury, a ciągliwość zmniejsza się. Materiał staje się kruchy, ponieważ gwałtownie wzrasta krytyczne naprężenie styczne wskutek zmniejszenia ruchliwości dyslokacji. Zjawisko to jest związane ze zmniejszaniem się ruchliwości atomów w sieci, których ruchy drgające w 00 K całkowicie ustają.
W dostatecznie wysokiej temperaturze materiał jest ciągliwy, a w niskich temperaturach jest kruchy. W pośredniej temperaturze następuje gwałtowne zmniejszenie udarności.
Im niższa jest temperatura kruchości, tym mniejszą skłonności do kruchego pękania oznacza się materiał, co rozszerza jego zastosowanie do pracy w niskich temperaturach.
Niektóre materiały jak stopy aluminium i stale austenityczne o małej zawartości węgla nie wykazują zmniejszania udarności przy obniżeniu temperatury próby.
Badania przeprowadzone nad przydatnością próby Charpy V do oceny odporności na kruche pękanie wykazały wiele kontrowersji. Niektóre źródła stwierdziły duże rozrzuty wyników, stawiające pod znakiem zapytania celowość tejże metody. Inni zaś określają próbę udarności jako właściwą do oceny materiału rodzimego i spoiny, a nawet podają pewne korelacje z wartościami uzyskanymi na podstawie mechaniki pękania.
Próba udarności jest prostym narzędziem do klasyfikacji i prostego sposobu selekcji stali i złączy spawanych.
Jak już wspomniałyśmy w danej temperaturze należy przebadać trzy próbki i obliczyć średnią udarność. Jednakże podczas naszego ćwiczenia nie mogliśmy przeprowadzić doświadczenia na trzech próbkach, stąd wyniki próby nie są dokładne.
Dla stali kategorii A ( temp. - 20) uzyskany przełom jest jednolity i kruchy (brak możliwości zatrzymania rozpoczętego już pęknięcia)
Dla stali kategorii D (przez nas badanej) przełom jest w 80%, energia propagacji jest duża, stal posiada większą możliwość by zatrzymać pęknięcie.
Z dna karbu powstaje pęknięcie zmęczeniowe, w wierzchołku pęknięcia zmęczeniowego powstaje pęknięcie kruche.
Z termostatu próbkę należy wyjmować za pomocą schłodzonych szczypiec (+ rękawice na dłoniach chroniące przed zimnem), bądź za pomocą szczypiec z gumowymi obramowaniami (uchwytami).