Udarność. Część pierwsza: co to jest?

31-03-2019

Mityczna udarność stali na noże, każdy o niej słyszał, nikt jej nie widział.

Udarność to odporność materiału na pękanie pod wpływem nagłego, szybkiego obciążenia/uderzenia. Jest to praca jaką trzeba wykonać by złamać znormalizowaną próbkę, na znormalizowanej maszynie, w znormalizowanych warunkach. https://en.wikipedia.org/wiki/Toughness

            Udarność najczęściej mierzy się na młocie Charpy’ego, wynikiem próby jest praca łamania K , jednostką są Joule(J). https://en.wikipedia.org/wiki/Charpy_impact_test Ale, ale, nie ma tak łatwo! Są różne próbki stosowane w tej metodzie, wyników uzyskanych na próbce z karbem U nie można porównać z próbkami V! Dokładając do tego różne promienie noża Charp’ego, kombinacji nieporównywalnych wyników jest ogrom. Mamy jeszcze próbki Izoda!

           

Rys. 1 Zasada łamania próbki w metodzie Charp’ego i Izoda [1]

           

Rys. 2 Kształty próbek Charp’ego [2]

            (Normal-configuration-of-Charpy-impact-test)

           

            Zmiana grubości próbki, zwiększenie temperatury badania, zastosowanie próbki bez karbu, łamanie metodą Izoda: to sposoby na podniesienie wartości udarności tej samej stali! Producenci stali narzędziowych nie ułatwiają zadania, podając w swoich katalogach wartość udarności, bez podania jaką metodą zostało to zbadane. By było jeszcze gorzej standardowa  próbka do badania twardość ma grubość 10mm, noże znacznie mniej… Warunki chłodzenia podczas hartowania noży mają się często nijak do hartowania większych przekrojów, otrzymane struktury, twardość, udarności mogą się znacznie miedzy sobą różnić!

            Jeszcze więcej wariacji, jak to porównywać? Jednak, każdy przecież słyszał o stali na noże o dużej udarności! Nawet o nożach o dużej udarności.

            Najczęściej klient daje się przekonać agresywnemu marketingowi producenta stali czy noży. Są jednak metody pozwalające na przybliżoną ocenę udarności (ciągliwości). W przemyśle stosuje się trójpunktowe zginanie: https://en.wikipedia.org/wiki/Three-point_flexural_test A jak to przełożyć na noże? Jeśli zahartowany nóż o tej samej grubości wygina się w imadle bardziej od drugiego bez odkształcenia i pęknięcia: ma większą udarność! Tu uwaga, noże cieńsze wyginają się bardziej, nie świadczy to o większej udarności.

           

           

Rys. 3 Zginanie noża [3]

 

To jak można w końcu tą udarność sprawdzić u hobbysty produkującego noże, czy może samemu w domu?           

 

           

Literatura

[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352012416300236?via%3Dihub

[2] http://ispatguru.com/impact-toughness-testing-of-metals/

[3] https://thenorthedge.wordpress.com/tag/american-bladesmith-society/