샤르피 충격 시험 (charpy impact test)

샤르피 충격 시험 (Charpy impact test)

샤르피 충격 시험은 재질의 인성을 측정하는 시험으로 보통 샤르피 V 노치 충격 시험으로 알려져 있다. 

이 시험은 높은 변형율 및 변화율 (high strain rate, 빠른 변형 상태) 에서 파단전에 재질이 흡수하는 에너지의 양을 측정하는 표준화된 시험이다. 이 흡수된 에너지는 재질의 노치 인성을 나타내며 온도에 따른 연성-취성 변화를 알아보는데도 사용된다. 

이 시험은 쉽고 결과도 바로 알 수가 있어서 산업계에서 널리 사용된다. 단점은 일부 시험 결과는 비교목적으로만 사용될 수 있다는 점이다. 시험 방법은 1900년 즈음에 Russel과 Charpy에 의해 개발되었다. 

시험 방법

아래와 같이 추를 일정한 높이로 들어올리고 시편을 하부에 고정시킨 다음에 추를 놓아 시편이 파단되면서 추는 초기 높이보다 조금 낮아진 높이로 올라간다. 이 높이를 측정해서 시편이 흡수한 에너지를 계산한다 (측정기에서 자동으로 표시해준다.) 연성 재질은 특정한 온도에서 취성 재질로 변하게 되는데 이러한온도를 측정하는데도 사용된다. 사실 정확한 온도를 알기는 어려우며 온도 영역으로 나타낸다.

표준 시편

ASTM A370에 나와있는 표준 시편은 10 x 10 x 55 mm 이다. 이외에도 소형시편 규격도 있다. EN 10045-1과 ISO 148에서 정의하는 표준 시편의 크기도 동일하다. 시험 결과값은 보통 J 단위로 표시하거나 경우에 따라 표준시편임을 나타내기 위해서 J/cm2으로 표시하기도 한다. 시편은 U 노치도 있고 V 노치도 있으나 주로 V 노치 시험이며 아래 그림과 같이 시편 노치 뒤면에서 충격을 가한다.

시험 결과

보통 아래와 같다. 시편의 취성이 크면 두조각 나는 경우도 있고 연성이 크면 거의 파단되었으나 한 조각인 경우도 있다.

참고문헌

http://practicalmaintenance.net/?p=968

http://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/material-faqs/faq-what-is-charpy-testing/