Хрупкий излом стали

При испытании по Шарпи имеется вероятность того, что пластичная сталь проявит хрупкость при растяжении. В этом случае на образце выполняется надрез для того, чтобы создать сложную концентрацию напряжения в его основании; таким образом, в действительности этот метод является испытанием на чувствительность к надрезу. Необходимо отметить, что другие металлы, применяемые в строительстве, например алюминий, медь и нержавеющие стали, не разрушаются из-за хрупкости.

Образцы для испытания металла по Шарпи готовят такой формы и размера. У-образный надрез выполняют поперек образца, но иногда надрезы имеют другую форму, например в виде замочной скважины. Образец устанавливается горизонтально в испытательном копре, удары наносят качающимся молотом по стороне, противоположной той, на которой сделан надрез. В момент удара по образцу в точке соприкосновения с ним молот обладает кинетической энергией в 357 Дж. Частично она рассеивается при разрушении образца, оставшаяся энергия поднимает молот в исходное положение. На шкале машины Шарпи можно видеть, какое количество энергии необходимо для того, чтобы разбить образец (машина измеряет энергию обратного хода молота и численное значение ее вычитают из 357 Дж, получая таким образом энергию разрушения).

Пусть несколько образцов (по Шарпи) стали испытывают в диапазоне температур от -65 до — 79° С (температуру ниже-78° С можно получить с помощью ксилола или ацетона и сухого льда). По результатам испытаний строят график отношения энергии к темпера- 13 туре, получая типичные Б-образные кривые, подобные которая является итогом испытания стойкой к надрезу марки стали. В верхнем конце температурного диапазона материал обнаруживает большую прочность к излому, образуя рваную поверхность на месте излома, который называется пластическим разрывом. Но при понижении температуры достигается такое ее значение, при котором прочность стали в месте надреза резко падает, внешний вид излома меняется и становится ярко выраженным кристаллическим разломом; сталь проявляет хрупкость.

Минимальная ударная прочность при испытании образца по Шарпи соответствует показанию прибора на отметке 20 Дж.