Der Charpy-Schlagzähigkeitstest ist ein Verfahren, das verwendet wird, um die Reaktion eines Materials auf plötzliche Belastung zu bestimmen. Das Testverfahren wird durchgeführt, indem mit einem Pendel unter Anwendung einer gemessenen Kraft auf eine feststehende Materialprobe geschlagen wird. Das Probenmaterial hat eine bearbeitete Kerbe, die sich direkt hinter der Auftreffstelle befindet. Diese Kerbe ist erforderlich, um einen Bereich der Spannungskonzentration für den Test bereitzustellen. Das primäre Ziel einer Charpy-Schlagzähigkeitsprüfung besteht darin, festzustellen, ob ein Material duktil oder spröde ist.
Ein Charpy-Schlagversuch wird durchgeführt, indem eine gekerbte Materialprobe in den Weg eines schwingenden Pendels gelegt wird. Die Probe wird an beiden Enden so fixiert, dass die Pendelbahn in der Mitte und direkt hinter der Kerbe liegt. Der Weg, den das Pendel vor dem Aufprall zurücklegt, erzeugt eine messbare Kraft. Die Ergebnisse dieses Tests werden dann verwendet, um die Fähigkeit des Materials zu bestimmen, plötzlichen Belastungen standzuhalten. Der Charpy-Schlagzähigkeitstest ist in der Regel eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, die Eignung eines Materials für eine bestimmte Anwendung zu beurteilen.
Probenmaterialien, die in einem Charpy-Schlagzähigkeitstest verwendet werden, müssen eine Standardgröße haben, um genaue Ergebnisse zu liefern. Unmittelbar hinter dem genauen Auftreffpunkt muss auch eine Standardtiefenkerbe in die Probe geschnitten werden. Das Pendel darf während des Verfahrens nur einmal auf die Probe schlagen. Wenn das Pendel das Material während der Prüfung nicht bricht, wird der Vorgang mit einer neuen Materialprobe wiederholt. Die Kraft des Pendels wird mit jedem weiteren Versuch erhöht, bis ein Bruch auftritt.
Der Charpy-Schlagzähigkeitstest wird hauptsächlich verwendet, um festzustellen, ob ein Material duktiler oder spröder ist. Wenn das Probenmaterial während des Tests entlang einer flachen Ebene bricht, wird es als spröder angesehen. Proben, die zackig brechen, gelten als duktiler. Die meisten Materialien neigen dazu, auf eine Mischung aus beiden Arten zu brechen. Wenn dies auftritt, wird der Bruch analysiert, um den Prozentsatz der duktilen oder spröden Eigenschaften zu bestimmen.
Dieser Test bestimmt auch die Streckgrenze. Die Streckgrenze eines Materials ist der Punkt, an dem die plastische Verformung beginnt. Ein Material erfährt normalerweise eine elastische Verformung, bevor es seine Streckgrenze erreicht. Die elastische Verformung ermöglicht es dem Material, seine ursprüngliche Form wiederzuerlangen, nachdem die Spannung entfernt wurde. Die plastische Verformung führt zu einer dauerhaften Beschädigung des Materials.