Incercarea de rezilienta (Incercarea Charpy)

Incercarea de rezilienta (Incercarea Charpy)

Un material se considera a fi caracterizat complet din punct de vedere mecanic daca i se cunoaste alaturi de rigiditate, rezistenta, ductilitate si tenacitatea.

Tenacitatea reprezinta rezistenta materialului la propagarea brutala a fisurii.

O metoda pentru evaluarea tenacitatii o constituie incercarea de rezilienta.

Ea este o incercare mecanica dinamica (vitezele de aplicare a sarcinii sunt mari). Consta din ruperea epruvetei crestate dintr-o singura lovitura, cu ajutorul ciocanului - pendul de masa m ce este lasat sa cada de la inaltimea h₀; dupa ruperea epruvetei ciocanul urca la o inaltime h (fig.3.22). Energia consumata pentru ruperea epruvetei este data de relatia

W = W_o - W_f = G (H - h).

S-a notat cu W_o     energia potentiala a ciocanului in pozitia initiala, iar prin W_f energia potentiala in faza finala .

Tenacitatea epruvetei este exprimata prin energia absorbita pentru ruperea ei.

La epruvete cu crestatura in U (figura 3.23) se calculeaza rezilienta (notata KCU) ce se defineste ca raportul dintre energia consumata pentru ruperea epruvetei W si sectiunea initiala in dreptul crestaturii, S₀: KCU = W/S₀ J/cm²

La epruvetele cu crestatura in V, rezilienta se exprima prin valoarea energie de rupere W, notandu-se cu KV J

Cu ajutorul incercarii Charpy se poate exprima variatia energiei de rupere in functie de temperatura. Se determina astfel temperatura de tranzitie de la ruperea ductila la ruperea fragila ceea ce permite exprimarea comportamentului la rupere a materialului (fig3.24).

Fig. 3.24. Exprimarea temperaturii de tranzitie ductil-fragil (TTDF), corespunzatoare valorii medii a energiei de rupere (Wmed), determinata prin incercarea Chary

Diferenta dintre materialele fragile (casante) si cele ductile (tenace) poate fi evidentiata si prin determinarea energiei de rupere prin integrala curbei de incercare la tractiune de la O la F_r (figura 3.25).

Figura 3.25. Curba de incercare la tractiune

Se observa ca valoarea energiei de rupere este mare in cazul materialelor ductile (otel moale) si redusa in cazul materialelor fragile (ceramica).

In consecinta nu trebuie insa confundata rezilienta cu tenacitatea. La modificari compozitionale evidente, rezilienta nu mai caracterizeaza fidel tenacitatea. Spre exemplificare, se arata in figura 3.26. evolutia tenacitatii U (exprimata cu ajutorul ariei de sub curba de tractiune) si a rezilientei K pentru oteluri.