��Wst
p Udarowa pr�ba zginania pr�bek z karbem, zwana pr�b
udarno[
ci, sB
u|
y do oceny zachowania si
stali pod dziaB
aniem nast
puj
cych czynnik�w sprzyjaj
cych kruchemu p
kaniu: - ostrego karbu - du|
ej szybko[
ci przyrostu odksztaB
cenia (udarowe dziaB
anie siB
y) - obni|
onej temperatury. Problem kruchych p
kni

pojawiB
si
w okr
townictwie jako skutek uboczny wprowadzenia spawania do budowy statk�w. ByB
o to wynikiem zastosowania stali o niewB
a[
ciwym skB
adzie chemicznym, zmianami strukturalnymi w strefie wpB
ywu ciepB
a zB

cza spawanego, spawalniczymi napr
|
eniami oraz karbami na kraw
dzi nadlewu i w grani spoiny. Do lat 50 problem ten byB
przyczyn
wielu zatoni

statk�w handlowych oraz okr
t�w marynarek wojennych na caB
ym [
wiecie (szczeg�lnie we flocie USA). Problem nie znikn
B
do koD
ca o czym mo|
e [
wiadczy
niedawne zatoni
cie tankowca British Navy w okolicach zatoki [
w. WawrzyD
ca oraz uszkodzenie polskiego siarkowca w marcu tego roku. Jest on jednak opanowany i kontrolowany, czemu przyczyniB
a si
pr�ba udarno[
ci stali. Obecnie pr�ba ta sB
u|
y jako podstawowe kryterium oceny odporno[
ci materiaB
u na kruche p
kanie, a wymagania odno[
nie do warto[
ci pracy zB
amania pr�bek ze stali kadB
ubowych w okre[
lonych temperaturach s
podstaw
podziaB
u tych stali na kategorie. Nale|
y zaznaczy
, |
e warto[

udarno[
ci (lub energi B
amania) bardzo silnie zale|
y od geometrii pr�bki, a zwB
aszca karbu. St
d udarno[
ci nie mo|
na uzna
za jednoznaczn
wB
asno[

materiaB
ow
. Geometrie konstrukcji s
zwykle odmienne od pr�bek, st
d niemo|
liwe jest bezpo[
rednie zastosowanie wynik�w pr�b udarno[
ci do obliczenia analizy odporno[
ci konstrukcji na kruche p
kanie. Jest ona jednak skutecznym miernikiem jako[
ci materiaB
�w stosowanym powszechnie przy klasyfikacji stali kadB
ubowych. Do do[
wiadczenia wykorzystuje si
pr�bki z dopuszczalnymi odchyB
kami wymiarowymi wedB
ug normy Euronorma EN 10045-1:1990. Obejmuje ona pr�bki Charpy V (z karbem w ksztaB
cie litery V, o gB

boko[
ci 2 mm) oraz Charpy U (z karbem w ksztaB
cie litery U, o gB

boko[
ci 5 mm). Warto[
ci pracy B
amania KV na tych pr�bkach powinny odpowiada
wymaganiom podanym w odpowiedniej tablicy w przepisach towarzystw klasyfikacyjnych. CaB
kowita energia zB
amania pr�bki KV skB
ada si
z energii inicjacji KVi (zapocz
tkowanie p
kni
cia w dnie karbu) i energii propagacji KVp (rozwoju p
kni
cia). Energia propagacji jest to energia, kt�r
materiaB
przeciwstawia rozwojowi p
kni
cia. Jest ona w przybli|
eniu proporcjonalna do wielko[
ci powierzchni przeB
omu ci
gliwego w pr�bce (w niskich temperaturach jest ona znikoma). Metodyka badaD
Pr�b
udarno[
ci wykonuje si
na mB
ocie wahadB
owym typu Charpy. Polega ona na zB
amaniu badanej pr�bki z karbem, kt�r
umieszczamy podpart
swobodnie na podporach mB
ota i pomiarze energii K zu|
ytej na zB
amanie pr�bki.Nale|
y pami
ta
o tym, aby przed wykonaniem pr�by zmierzy
z dokB
adnie wymiary przekroju poprzecznego pr�bki w miejscu karbu oraz zbada
gotowo[

mB
ota do pr�by tzn.: 1. Zbada
, czy odlegB
o[

mi
dzy podporami mB
ota wynosi 40 mm. 2. Zbada
, czy bijak mB
ota uderza symetrycznie mi
dzy podporami. 3. Zbada
, czy wskaz�wka wska|
e na skali warto[

energii B
amania pr�bki r�wn
0 po peB
nym swobodnym wahni
ciu mB
ota bez pr�bki. 4. Zbada
, czy odlegB
o[

mi
dzy pB
aszczyznami symetrii karbu i bijaka wahadB
a mB
ota nie przekracza 0,5 mm Energi
wahadB
a mB
ota w poB
o|
eniu pocz
tkowym mo|
emy przedstawi
za pomoc
wzoru: K=mgh1 gdzie: m - masa bijaka mB
ota g - przysoieszenie ziemskie h1 -wysoko[

wzniesienia wahadB
a ponad pr�bk
Warto[

pocz
tkowa energii wahadB
a mB
ota wynosi 150J lub 300J. Podczas wykonywania pr�by zwalniamy wahadB
o z zaczep�w. Uderza ono w pr�bk
, a nast
pnie wznosi si
na pewn
wysoko[

h2. St
d wz�r na prac
zaB
amania pr�bki wygl
da
b
dzie nast
puj
co: K=Kmax-K2=mg(h1-h2) Wz�r ten mo|
na r�wnie|
przedstawi
w innej postaci: K=mgR(cos - 1) gdzie: 1- pocz
tkowe wychylenie wahadB
a od pionu - koD
cowe wychylenie wahadB
a od pionu R - dB
ugo[

wachadB
a mierzona od osi obrotu wahadB
a do [
rodka pr�bki na podporach Pr�b
udarno[
ci mo|
emy wykonywa
w temperaturze pokojowej (23C), a tak|
e w temperaturze obni|
onej. SchB
odzenie pr�bki przeprowadza si
w urz
dzeniu zwanym termostatem - naczyniu o podw�jnych [
ciankach lub wykonanego z materiaB
u izolacyjnego. SchB
adzanie pr�bki do niskich temperatur (np. -40C) jest mo|
liwe dzi
ki zastosowaniu alkoholu etylowego (denaturat) oraz kostek staB
ego dwutlenku w
gla (tzw. suchego lodu). Termostat musi umo|
liwia
pomiar temperatury jego wn
trza. Temperatura o[
rodka winna by
ni|
sza o 4C poni|
ej temperatury pr�by. Pr�b
udarno[
ci nale|
y przeprowadzi
w ci
gu 5 sekund od wyj
cia pr�bki z o[
rodka ochB
adzaj
cego. Je|
eli kleszcze do wyjmowania pr�bki nie s
opatrzone w gumowe szcz
ki to nale|
y je schB
odzi
razem z pr�bk
. Wyniki Podczas 
wiczeD
przeprowadzili[
my prob
udarno[
ci na pr�bkach Charpy V, wyci
tych w poprzek kierunku walcowania, dla dwoch kategorii stali: - kategorii A (stal kadB
ubowa o zwyczajnej wytrzymaB
o[
ci, najtaD
sza i najcz
[
ciej stosowana) - kategorii D Pierwsze do[
wiadczenie przeprowadzili[
my w temperaturze pokojowej. Energia zB
amania pr�bki w tym do[
wiadczeniu wyniosB
a 24J. W zB
amanej pr�bce mogli[
my zaobserwowa
dominuj
c
stref
przeB
omu kruchego (ok. 85% powierzchni przeB
omu) w cz
[
ci centralnej oraz niewielk
(okoB
o 15%) stref
przeB
omu ci
gliwego znajduj
c
si
na obrze|
ach pr�bki. Dla drugiej pr�bki, schB
odzonej do temperatury -40C, energi
zB
amania wyniosB
a 5J. Po zB
amaniu, przeB
om pr�bki okazaB
si
w caB
o[
ci przeB
omem kruchym, jednak|
e pod mikroskopem mo|
na byB
o odnalez

obszary charakteryzuj
ce si
plastyczno[
ci
. Trzecia pr�bka schB
odzona do temperatury -20C osi
gneB
a energi
zB
amania r�wn
8J. Powierzchni
przeB
omu stanowiB
w gB
�wnej mierze przeB
om kruchy, cho
widoczne byB
y tak|
e minimalne obszary odksztaB
ceD
plastycznych. Przeprowadzili[
my tak|
e pr�b
udarno[
ci dla stali kategorii D, w wyniku kt�rej otrzymali[
my warto[

energi zB
amania ok. 60-70J. PrzeB
om w przewa|
aj
cej cz
[
ci byB
ci
gliwy, a w mniejszej, [
rodkowej kruchy. kategoria stali temp. pr�by praca B
amania K przeB
om ci
gliwy A 23 C 24J 15% A -20 C 8J minimalny A -40 C 5J brak D 23 C 60-70J 98% Wnioski -� pierwsza pr�bka, testowana w temperaturze pokojowej, zprostaB
a wymaganiom towarzystw klasyfikacyjnych uzyskuj
c prac
B
amania wi
ksz
od wymaganej (20J) o 4 J. -� Poniewa|
powierzchnia ci
gliwa przeB
omu w pierwszych trzech pr�bach byB
a niewielka, znikoma lub w og�le jej nie byB
o, to energia propagacji byB
a znikoma. -�