ASTM E23, ISO 148-1, ASTM A370-NIST

Die Normen ASTM E23 und ISO 148-1 bestimmen die Prüfverfahren für einen Charpy - Kerbschlagbiegeversuch an Proben mit einem V-Kerbtiefe

Der wesentlich Unterschied beider Normen liegt in der Dimensionierung der Radien der Pendelhammer-Schlagfinne (ISO-Schlagfinnen-Radius 2 mm / ASTM Schlagfinnen-Radius 8 mm) . Die Norm ASTM A370 beschreibt zusätzlich auch die Rahmenbedingungen eines Kerbschlagbiegeversuchs nach Charpy. Diese Norm bezieht sich nur auf Stahlprodukte 

Alle drei Normen beschreiben das Verfahren zur korrekten Messung der von der gekerbten Probe absorbierten Energie bei einem Schlagbiegeversuch mittels Pendelhammer.

Beim Charpy Kerbschlagbiegeversuch wird die präparierte und gekerbte Probe auf zwei Widerlager zentrisch aufgelegt. Die Schlagfinne des Pendelhammers trifft die Probe an der dem Kerb gegenüberliegenden Seite.  Die Probe wird beim Auftreffen des Hammers gegen die Widerlager gepresst und durch diese hindurchgezogen (ähnlich einen Trichter). Bei diesem Vorgang wird die Probe mittig (an der Kerbe / Sollbruchstelle) eingeknickt und an den Widerlagern entlang hindurchgezogen. 

Proben mit einer hohen Zähigkeit werden dabei gebogen und erfahren oft eine Lateralausdehnung (Breitenzunahme) die zusätzlich vermessen werden kann (siehe Messvorrichtung im Anhang der Norm). Harte Materialen zerbrechen in zwei Hälften.

Für die Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit ist es wichtig, dass das Prüfstück an einer geeigneten Stelle entnommen wird (Entnahme des Prüfstücks aus einem großen Werkstück). Die Probe wird allseitig bearbeitet (sägen, fräsen, hobeln, schleifen). Die Rauigkeit der endbearbeiteten Probe darf eine Rauheit von 5 µm Ra (außer an den Enden) nicht überschreiten da hierdurch das Gleitverhalten der Probe an den Widerlagern beeinflusst wird. Nach der Herstellung der Probe wird der Kerb eingebracht mittels Fräs- oder Räumtechnik.

Die Standard-Proben weisen Maße mit folgenden Dimensionen auf:

• Länge / Breite / Dicke: 55 x 10 x 10 mm
• 2 mm V-Kerbtiefe: Steg 8 mm
• 3 mm V-Kerbtiefe: Steg 7 mm
• 5 mm U-Kerb-Tiefe: Steg 5 mm

Die Norm erlaubt auch Proben mit einem Minderquerschnitt bzw. einer Dicke von nur 7,5 / 5 / 2,5 mm (bei Blechen und Proben < 10 mm Dicke). Bei den Minderquerschnitten müssen Distanzstücke unter der Probe angebracht werden damit die zu prüfende Proben – bezogen auf den Auftreffpunkt der Schlagfinne - höhenzentrisch positioniert werden kann.

Das Pendelschlagwerk Typ IMPACT übertrifft alle Anforderungen an die Sicherheit dieser Ausstattungen (vorgeschrieben in der DIN 51223 Werkstoffprüfmaschinen – sicherheitstechnische Festlegungen) da es zusätzlich mit einem Sicherheits-Barriere-Arm ausgestattet ist. Diese – nur bei GALADBINI erhältliche - Ausstattung wird betätigt durch das Öffnen der Proben-Einlegetüre und bildet eine zusätzliche Barriere die den Pendelhammerarm blockiert.

Die Schutzeinhausung mit mechanischer Verriegelung bei angehobenem Pendelhammer kann zusätzlich mit einer zweiten Zugangstür ausgestattet werden. Dies ist insbesondere dann wichtig wenn eine Archivierung der Kerbschlagprobe oder eine Vermessung der Lateralausdehnung erfolgen muss (einfache Probenentnahme nach dem Versuch)

Die transparenten LEXAN Scheiben ermöglichen dem Bediener eine ungehinderte Sicht auf das Pendelschlagwerk und auf das Geschehen beim Kerbschlagbiegeversuch.

Die Maschine ist mit einer motorischen Hammeranhebung ausgestattet. Unmittelbar nachdem die Probe geschlagen ist wird der schwingende Pendelhammer gefangen und erneut in die Auslöseposition angehoben. Dieser Automatismus erübrigt jeglichen Eingriff des Bedieners und erhöht die Sicherheit gegen Unfälle auf 100%.

ASTM (American Society for Testing and Materials) Norm E23 beschreibt die Anforderungen an einen Charpy – Kerbschlagbiegeversuch nach amerikanischen Anforderungen. Der wesentliche Unterschied zu der ISO Norm besteht darin, dass die Hammerfinne / Schlagfinne eine andere Geometrie im Radius am Auftreffpunkt aufweist (ASTM Radius 8 mm / ISO Radius 2 mm)

Zusätzlich verlangen sicherheitsrelevante Anforderungen aus der Flug- und Raumfahrtindustrie das maßgebliche Versuche nur auf einem mittels NIST - Referenzproben indirekt kalibrierten Pendelschlagwerk durchgeführt werden dürfen (NIST = National Institute of Standards and Technology).

Nach NIST wird u. a. gefordert, dass die Versuch auch an Proben durchgeführt werden die auf -40 ° C gekühlt wurden. Zur Kühlung wird üblicherweise ein Kühlbad verwendet in dem die Proben eine ausreichend lange Zeit verweilen müssen damit auch die Kerntemperatur der Proben die geforderte Temperatur erreichen. 

Die indirekte Kalibrierung nach NIST-Kriterien schreibt vor, dass die Ergebnisse des Schlagbiegeversuchs auf einem mit den Proben gelieferten Formular dokumentiert und unmittelbar nach der Prüfung zur Verifizierung per Fax versandt werden. Die gebrochenen Proben sind zu sammeln und müssen zur Nachkontrolle ebenfalls versandt werden.

Die Dienststelle des NIST wird daraufhin die Zertifizierung erteilen (erfüllt) oder einen Fehlerbericht zurücksenden. Ein Fehlerbericht enthält zusätzlich auch Vorschläge für Änderungen um den nächsten NIST-Zertifizierungsversuch zu erfüllen (Korrektur der Mittigkeit der Widerlager, Korrektur der Zentriereinrichtung usw.)

Diese Prozedur kann (neben einer direkten Kalibrierung des Pendelschlagwerks) ebenfalls von dem Kalibrierdienst von GALDABINI oder akkreditierten nationalen Partnern (SCHÜTZ+LICHT Prüftechnik) durchgeführt werden.

Für diese indirekte Kalibrierung nach ASTM oder NIST können durch unseren Service Referenzproben geliefert werden.

Die IMPACT Pendelschlagwerke sind mit unterschiedlichen Schlagenergien lieferbar:  150 / 300 / 450 / 750 Joule Optional steht ein vorgefertigtes Beton-Fundament zur Verfügung. Dieses besteht aus vorverdichtetem, erstarrtem Beton und erleichtert die Aufstellung oder einen nachträglichen Umzug der Ausstattung erheblich.