EN ISO 148-1:2016
(Main)Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 1: Test method (ISO 148-1:2016)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 1: Test method (ISO 148-1:2016)
ISO 148-1:2016 specifies the Charpy (V-notch and U-notch) pendulum impact test method for determining the energy absorbed in an impact test of metallic materials. This part of ISO 148 does not cover instrumented impact testing, which is specified in ISO 14556.
Annexes B and C are based on ASTM E23 and are used with the permission of ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy - Teil 1: Prüfverfahren (ISO 148-1:2016)
Dieser Teil von ISO 148 gilt für Kerbschlagbiegeversuche nach Charpy (V und U Kerb) für metallische Werk¬stoffe zur Bestimmung der verbrauchten Schlag¬energie. Dieser Teil von ISO 148 gilt nicht für den instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch, der in ISO 14556 fest¬gelegt ist.
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 1: Méthode d'essai (ISO 148-1:2016)
ISO 148-1:2016 spécifie la méthode d'essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy (avec entaille en V et avec entaille en U) pour déterminer l'énergie absorbée lors d'un essai de flexion par choc des matériaux métalliques. La présente partie de l'ISO 148 ne couvre pas l'essai de flexion par choc instrumenté, qui est spécifié dans l'ISO 14556.
Les Annexes B et C sont fondées sur l'ASTM E23 et sont utilisées avec la permission de ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, États-Unis.
Kovinski materiali - Udarni preskus po Charpyju - 1. del: Preskusna metoda (ISO 148-1:2016)
Ta del standarda ISO 148 določa preskusno metodo udarnega preskusa po Charpyju (V-zareza in U-zareza) za določanje energije, ki se absorbira pri udarnih preskusih kovinskih materialov. Ta del standarda ISO 148 ne zajema instrumentiranega udarnega preskušanja, ki je podano v standardu ISO 14556.
Dodatka B in C temeljita na standardu ASTM E23 in se uporabljata z dovoljenjem organizacije ASTM.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-februar-2017
1DGRPHãþD
SIST EN ISO 148-1:2010
Kovinski materiali - Udarni preskus po Charpyju - 1. del: Preskusna metoda (ISO
148-1:2016)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 1: Test method (ISO 148-1:2016)
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy - Teil 1: Prüfverfahren
(ISO 148-1:2016)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 1:
Méthode d'essai (ISO 148-1:2016)
Ta slovenski standard je istoveten z: EN ISO 148-1:2016
ICS:
77.040.10 Mehansko preskušanje kovin Mechanical testing of metals
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
EN ISO 148-1
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
November 2016
EUROPÄISCHE NORM
ICS 77.040.10 Supersedes EN ISO 148-1:2010
English Version
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 1:
Test method (ISO 148-1:2016)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach
éprouvette Charpy - Partie 1: Méthode d'essai (ISO Charpy - Teil 1: Prüfverfahren (ISO 148-1:2016)
148-1:2016)
This European Standard was approved by CEN on 20 August 2016.
CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this
European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references
concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN
member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by
translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management
Centre has the same status as the official versions.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia,
Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania,
Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and
United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
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© 2016 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN ISO 148-1:2016 E
worldwide for CEN national Members.
Contents Page
European foreword . 3
European foreword
This document (EN ISO 148-1:2016) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 164
“Mechanical testing of metals” in collaboration with Technical Committee ECISS/TC 101 “Test methods
for steel (other than chemical analysis)” the secretariat of which is held by AFNOR.
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an
identical text or by endorsement, at the latest by May 2017, and conflicting national standards shall be
withdrawn at the latest by May 2017.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CEN [and/or CENELEC] shall not be held responsible for identifying any or all such patent
rights.
This document supersedes EN ISO 148-1:2010.
According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the
following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria,
Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia,
France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta,
Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland,
Turkey and the United Kingdom.
Endorsement notice
The text of ISO 148-1:2016 has been approved by CEN as EN ISO 148-1:2016 without any modification.
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 148-1
Third edition
2016-10-15
Metallic materials — Charpy
pendulum impact test —
Part 1:
Test method
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 1: Méthode d’essai
Reference number
ISO 148-1:2016(E)
©
ISO 2016
ISO 148-1:2016(E)
© ISO 2016, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
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www.iso.org
ii © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-1:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Definitions pertaining to energy . 1
3.2 Definitions pertaining to test piece . 2
4 Symbols and abbreviated terms . 2
5 Principles of the test . 3
6 Test pieces . 3
6.1 General . 3
6.2 Notch geometry . 4
6.2.1 V-notch . 4
6.2.2 U-notch . 4
6.3 Tolerance of the test pieces . 4
6.4 Preparation of the test pieces. 4
6.5 Marking of the test pieces . 4
7 Test equipment. 4
7.1 General . 4
7.2 Installation and verification . 5
7.3 Striker . 5
8 Test procedure . 5
8.1 General . 5
8.2 Friction measurement . 5
8.3 Test temperature . 6
8.4 Specimen transfer . 7
8.5 Exceeding machine capacity . 7
8.6 Incomplete fracture . 7
8.7 Test piece jamming . 8
8.8 Post-fracture inspection. 8
9 Test report . 8
9.1 Mandatory information . 8
9.2 Optional information . 8
Annex A (informative) Self-centring tongs .12
Annex B (informative) Lateral expansion.13
Annex C (informative) Fracture appearance .16
Annex D (informative) Absorbed energy vs. temperature curve and the transition temperature .19
Annex E (informative) Measurement uncertainty of an absorbed energy value, K .21
Bibliography .29
ISO 148-1:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,
as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 4, Toughness testing — Fracture (F), Pendulum (P), Tear (T).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 148-1:2009), which has been technically
revised.
ISO 148 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Charpy pendulum
impact test:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification of testing machines
— Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of
pendulum impact machines
iv © ISO 2016 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 148-1:2016(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 1:
Test method
1 Scope
This part of ISO 148 specifies the Charpy (V-notch and U-notch) pendulum impact test method for
determining the energy absorbed in an impact test of metallic materials. This part of ISO 148 does not
cover instrumented impact testing, which is specified in ISO 14556.
Annexes B and C are based on ASTM E23 and are used with the permission of ASTM International, 100
Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.
2 Normative references
The following referenced documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document
and are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition
cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any
amendments) applies.
ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines
ISO 286-1, Geometrical product specifications (GPS) — ISO code system for tolerances on linear sizes —
Part 1: Basis of tolerances, deviations and fits
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Definitions pertaining to energy
3.1.1
initial potential energy
potential energy
K
p
potential energy of the pendulum hammer prior to its release for the impact test, as determined by
direct verification
3.1.2
absorbed energy
K
energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, after correction for
friction
Note 1 to entry: The letter V or U is used to indicate the notch geometry, that is: KV or KU. The number 2 or 8 is
used as a subscript to indicate the radius of the striker, for example KV .
3.1.3
nominal initial potential energy
nominal energy
K
N
energy assigned by the manufacturer of the pendulum impact testing machine
ISO 148-1:2016(E)
3.2 Definitions pertaining to test piece
3.2.1
width
W
distance between the notched face and the opposite face
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the distance between the notched face
and the opposite face was specified as “height”. Changing this dimension to “width” makes this part of ISO 148
consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.2.2
thickness
B
dimension perpendicular to the width and parallel to the notch
Note 1 to entry: See Figure 1.
Note 2 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the dimension perpendicular to the
width that is parallel to the notch was specified as “width”. Changing this dimension to “thickness” makes this
part of ISO 148 consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.2.3
length
L
largest dimension perpendicular to the notch
Note 1 to entry: See Figure 1.
4 Symbols and abbreviated terms
The symbols and designations applicable to this part of ISO 148 are indicated in Tables 1 and 2, and are
illustrated in Figure 2.
Table 1 — Symbols and their unit and designation
Symbol Unit Designation
B mm thickness of test piece
α ° angle of fall of the pendulum
β J or ° angle of rise when the machine is operated in the normal manner without a test
piece in position
β J or ° angle of rise when the machine is operated in the normal manner without a test
piece in position and without resetting the indication mechanism
L mm length of test piece
LE mm lateral expansion
K J absorbed energy (expressed as KV , KV , KU , KU , to identify specific notch geome-
2 8 2 8
tries and the radius of the striking edge)
K J or ° indicated absorbed energy when the machine is operated in the normal manner
without a test piece in position
K J or ° indicated absorbed energy when the machine is operated in the normal manner
without a test piece in position and without resetting the indication mechanism
K J or ° nominal initial potential energy
N
K J initial potential energy (potential energy)
p
KV J absorbed energy for a V-notch test piece using a 2 mm striker
2 © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-1:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Designation
KV J absorbed energy for a V-notch test piece using a 8 mm striker
KU J absorbed energy for a U-notch test piece using a 2 mm striker
KU J absorbed energy for a U-notch test piece using an 8 mm striker
M N·m moment equal to the product F·l
p J absorbed energy loss caused by pointer friction
p’ J absorbed energy loss caused by bearing friction and air resistance
p J correction of absorbed energy losses for an angle of rise β
β
SFA % shear fracture appearance
T °C transition temperature
t
W mm width of test piece
transition temperature defined at a specific value of absorbed energy;
T °C
t27
for example, 27 J
transition temperature defined at a particular percentage of the absorbed energy of
T °C
t50 %US
the upper shelf; for example, 50 %
transition temperature defined at a particular proportion of shear fracture;
T °C
t50 %SFA
for example, 50 %
transition temperature defined at a particular amount of lateral expansion;
T °C
t0,9
for example, 0,9 mm
5 Principles of the test
This test consists of breaking a notched test piece with a single blow from a swinging pendulum, under
the conditions defined in Clauses 6, 7 and 8. The notch in the test piece has a specified geometry and
is located in the middle between two supports, opposite to the location which is impacted in the test.
The energy absorbed in the impact test, the lateral expansion and the shear fracture appearance are
normally determined.
Because the impact values of many metallic materials vary with temperature, tests shall be carried out
at a specified temperature. When this temperature is other than ambient, the test piece shall be heated
or cooled to that temperature, under controlled conditions.
The Charpy pendulum impact test is often used in routine, high-throughput pass/fail acceptance tests
in industrial settings. For these tests, it may not be important whether the test sample is completely
broken, partially broken, or simply plastically deformed and dragged through the anvils. In research,
design, or academic settings, the measured energy values are studied in more detail, in which case it
can be highly relevant whether the sample is broken or not.
It is important to note that not all Charpy pendulum impact test results can be directly compared. For
example, the test can be performed with hammers having strikers with different radii, or with different
[7]
test piece shapes. Tests performed with different strikers can give different results, and test results
obtained with differently shaped test pieces can as well. This is why not only the adherence to ISO 148
but also a clear and complete reporting of the type of instrument, the test piece and the details of the
post-test test pieces are crucial for comparability of results.
6 Test pieces
6.1 General
The standard test piece shall be 55 mm long and of square section, with 10 mm sides. In the centre of
the length, there shall be either a V-notch or a U-notch, as described in 6.2.1 and 6.2.2, respectively.
ISO 148-1:2016(E)
If the standard test piece cannot be obtained from the material, one of the subsize test pieces, having a
thickness of 7,5 mm, 5 mm or 2,5 mm (see Figure 2 and Table 2), shall be used, if not otherwise specified.
NOTE 1 Direct comparison of results is only of significance when made between test pieces of the same form
and dimensions.
NOTE 2 For low energies, the use of shims to better position subsize test pieces relative to the centre of
strike is important to avoid excess energy absorption by the pendulum. For high energies, this might not be as
important. Shims can be placed on or under the test piece supports, with the result that the mid-thickness of
the specimen is 5 mm above the 10 mm supports. Shims can be temporarily fixed to the supports using tape or
another means.
When a heat-treated material is being evaluated, the test piece shall be finish-machined and notched
after the final heat treatment, unless it can be demonstrated that machining before heat treatment does
not affect test results.
6.2 Notch geometry
The notch shall be carefully prepared so that the root radius of the notch is free of machining marks
which could affect the absorbed energy.
The plane of symmetry of the notch shall be perpendicular to the longitudinal axis of the test piece
(see Figure 2).
6.2.1 V-notch
The V-notch shall have an included angle of 45°, a depth of 2 mm and a root radius of 0,25 mm
[see Figure 2 a) and Table 2].
6.2.2 U-notch
The U-notch shall have a depth of 5 mm (unless otherwise specified) and a root radius of 1 mm
[see Figure 2 b) and Table 2].
6.3 Tolerance of the test pieces
The tolerances on the specified test piece and notch dimensions are shown in Figure 2 and Table 2.
6.4 Preparation of the test pieces
Preparation shall be executed in such a way that any alteration of the test piece, for example due to
heating or cold working, is minimized.
6.5 Marking of the test pieces
The test piece may be marked on any face not in contact with supports, anvils or striker and at a position
where plastic deformation and surface discontinuities caused by marking do not affect the absorbed
energy (see 8.8).
7 Test equipment
7.1 General
The measurements of the instrument and test piece details shall be traceable to national or international
standards. Equipment used for measurements shall be calibrated within suitable intervals.
4 © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-1:2016(E)
7.2 Installation and verification
The testing machine shall be installed and verified in accordance with ISO 148-2.
7.3 Striker
The striker geometry shall be specified as being either the 2 mm striker or the 8 mm striker. It is
recommended that the radius on the striker be shown as a subscript as follows: KV or KV and KU or
2 8 2
KU .
Reference shall be made to the product specification for striker geometry guidance.
[7]
NOTE Tests carried out with 2 mm and 8 mm strikers can give different results.
8 Test procedure
8.1 General
The test piece shall lie squarely against the anvils of the testing machine, with the plane of symmetry
of the notch within 0,5 mm of the mid-plane between the anvils. It shall be struck by the striker in the
plane of symmetry of the notch and on the side opposite the notch (see Figure 1).
8.2 Friction measurement
The energy absorbed by friction shall be checked on every testing day prior to the first test. The friction
losses may be estimated as explained below, but other methods may also be applied.
NOTE The energy absorbed by friction includes, but is not limited to, air resistance, bearing friction and the
friction of the indicating pointer. Increases in friction on a machine can influence the measure of absorbed energy.
8.2.1 To determine the loss caused by pointer friction the machine is operated in the normal manner,
but without a test piece in position, and the angle of rise, β , or energy reading, K , is noted. A second
1 1
test is then carried out without resetting the indication pointer and the new angle of rise, β , or energy
reading, K , is noted. Thus, the loss due to friction in the indicating pointer during the rise is equal to
p = M(cos β − cos β) (1)
1 2
when the scale is graduated in degrees, or
p = K − K (2)
1 2
when the scale is graduated in energy units.
NOTE For machines without a pointer, this friction measurement is not necessary.
8.2.2 The procedure to determine the losses caused by bearing friction and air resistance for one half
swing is as follows.
After determining β or K , the pendulum is returned to its initial position. Without resetting the
2 2
indicating mechanism, release the pendulum without shock and vibration and permit it to swing 10
half swings. After the pendulum starts its 11th half swing, move the indicating mechanism to about
ISO 148-1:2016(E)
5 % of the scale-range capacity and record the value as β or K . The losses by bearing friction and air
3 3
resistance for one half swing are equal to
p′ = 1/10 M(cos β − cos β) (3)
3 2
when the scale is graduated in degrees, or
p′ = 1/10 (K − K) (4)
3 2
when the scale is graduated in energy units.
The number of swings can be changed at the discretion of machine users, and p’ should be corrected on
account of the applied number of swings.
NOTE 1 If it is required to take into account these losses in an actual test giving an angle of rise, β, the quantity
can be subtracted from the value of the absorbed energy.
αβ+
β
′
pp=+ p (5)
β
β αβ+
1 2
Because β and β are nearly equal to α, the angle of fall, for practical purposes Formula (5) can be
1 2
reduced to:
αβ+
β
′
pp=+ p (6)
β
α 2α
For machines graduated in energy units, the value of β can be calculated as follows:
β = arccos[1 − 1/M(K − K)] (7)
P T
The total friction loss, p + p′, so measured, shall not exceed 0,5 % of the nominal energy, K . If it does,
N
and it is not possible to bring the friction loss within the tolerance by reducing the pointer friction, the
bearings shall be cleaned or replaced.
8.3 Test temperature
8.3.1 Unless otherwise specified, tests shall be carried out at 23 °C ± 5 °C (ambient temperature). If a
temperature is specified, the test piece shall be conditioned to a temperature within ±2 °C.
8.3.2 For conditioning (heating or cooling) using a liquid medium, the test piece shall be positioned
in a container on a grid that is at least 25 mm above the bottom of the container and covered by at least
25 mm of liquid, and be at least 10 mm from the sides of the container. The medium shall be constantly
agitated and brought to the specified temperature by any convenient method. The device used to
measure the temperature of the medium should be placed in the centre of the group of test pieces. The
temperature of the medium shall be held at the specified temperature within ±1 °C for at least 5 min.
NOTE When a liquid medium is near its boiling point, evaporative cooling can dramatically lower the
[8]
temperature of the test piece during the interval between removal from the liquid and fracture.
8.3.3 For conditioning (heating or cooling) using a gaseous medium, the test piece shall be positioned
in a chamber at least 50 mm from the nearest surface. Individual test pieces shall be separated by at
least 10 mm. The medium shall be constantly circulated and brought to the specified temperature by
any convenient method. The device used to measure the temperature of the medium should be placed
in the centre of the group of test pieces. The temperature of the gaseous medium shall be held at the
specified temperature within ±1 °C for at least 30 min before the test piece is removed from the medium
for testing.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-1:2016(E)
8.3.4 Other methods for heating or cooling are allowed, if the other pertinent requirements of 8.3 are
fulfilled.
8.4 Specimen transfer
When testing is performed at other than ambient temperature, not more than 5 s shall elapse between
the time the test piece is removed from the heating or cooling medium and the time it is impacted by
the striker. An exception is made if the difference between the ambient or instrument temperature and
the test piece temperature is less than 25 °C, in which case the time for specimen transfer shall be less
than 10 s.
The transfer device shall be designed and used in such a way that the temperature of the test piece is
maintained within the permitted temperature range.
The parts of the device in contact with the specimen during transfer from the medium to the machine
shall be conditioned with the specimens.
Care should be taken to ensure that the device used to centre the test piece on the anvils does not cause
the fractured ends of low-energy, high-strength test pieces to rebound off the device into the pendulum.
This pendulum/test piece interaction results in erroneously high indicated energy. It has been shown
that clearance between the end of a test piece in the test position and the centring device, or a fixed
portion of the machine, shall be equal to or greater than 13 mm to avoid the ends of the test pieces
rebounding into the pendulum during the test.
NOTE Self-centring tongs, similar to those shown in Annex A for V-notched test pieces, are often used to
transfer the test piece from the temperature-conditioning medium to the proper test position. Tongs of this
nature eliminate potential clearance problems due to interference between the fractured specimen halves and a
fixed centring device.
8.5
...
SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN ISO 148-1:2015
01-oktober-2015
Kovinski materiali - Udarni preskus po Charpyju - 1. del: Preskusna metoda
(ISO/DIS 148-1:2015)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 1: Test method (ISO/DIS 148-
1:2015)
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy - Teil 1: Prüfverfahren
(ISO/DIS 148-1:2015)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 1:
Méthode d'essai (ISO/DIS 148-1:2015)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 148-1
ICS:
77.040.10 Mehansko preskušanje kovin Mechanical testing of metals
oSIST prEN ISO 148-1:2015 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
oSIST prEN ISO 148-1:2015
oSIST prEN ISO 148-1:2015
EUROPÄISCHE NORM
ENTWURF
prEN ISO 148-1
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
August 2015
ICS 77.040.10 Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 148-1:2010
Deutsche Fassung
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy -
Teil 1: Prüfverfahren (ISO/DIS 148-1:2015)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 1: Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur
Test method (ISO/DIS 148-1:2015) éprouvette Charpy - Partie 1: Méthode d'essai (ISO/DIS
148-1:2015)
Dieser Europäische Norm-Entwurf wird den CEN-Mitgliedern zur parallelen Umfrage vorgelegt. Er wurde vom Technischen Komitee
ECISS/TC 101 erstellt.
Wenn aus diesem Norm-Entwurf eine Europäische Norm wird, sind die CEN-Mitglieder gehalten, die CEN-Geschäftsordnung zu erfüllen, in
der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu
geben ist.
Dieser Europäische Norm-Entwurf wurde vom CEN in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch) erstellt. Eine Fassung in
einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und
dem Management-Zentrum des CEN-CENELEC mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen
Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta,
den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der
Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
Die Empfänger dieses Norm-Entwurfs werden gebeten, mit ihren Kommentaren jegliche relevante Patentrechte, die sie kennen, mitzuteilen
und unterstützende Dokumentationen zur Verfügung zu stellen.
Warnvermerk : Dieses Schriftstück hat noch nicht den Status einer Europäischen Norm. Es wird zur Prüfung und Stellungnahme
vorgelegt. Es kann sich noch ohne Ankündigung ändern und darf nicht als Europäischen Norm in Bezug genommen werden.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
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Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
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Inhalt
Seite
Vorwort .4
1 Anwendungsbereich .5
2 Normative Verweisungen .5
3 Begriffe .5
3.1 Energie .5
3.2 Probe (siehe Bild 1) .5
4 Symbole und Abkürzungen .6
5 Kurzbeschreibung der Prüfung .7
6 Proben .7
6.1 Allgemeines .7
6.2 Kerbgeometrie .7
6.3 Grenzabmaße für die Proben .8
6.4 Herstellung der Proben .8
6.5 Kennzeichnung der Proben .8
7 Prüfgerät .8
7.1 Allgemeines .8
7.2 Aufstellung und Überprüfung des Pendelschlagwerks .8
7.3 Hammerfinne (Finnenschneide) .8
8 Durchführung .8
8.1 Allgemeines .8
8.2 Reibungsmessung .9
8.3 Prüftemperatur . 10
8.4 Handhabung der Proben . 10
8.5 Überschreiten des Arbeitsvermögens des Pendelschlagwerks . 11
8.6 Unvollständiger Bruch . 11
8.7 Verklemmen einer Probe . 11
8.8 Untersuchung nach erfolgtem Bruch . 11
9 Prüfbericht . 12
9.1 Erforderliche Angaben . 12
9.2 Optionale Angaben . 12
Anhang A (informativ) Selbstzentrierende Zangen . 16
Anhang B (informativ) Seitliche Breitung . 17
B.1 Allgemeines . 17
B.2 Durchführung . 17
Anhang C (informativ) Bruchaussehen . 20
C.1 Allgemeines . 20
C.2 Durchführungen . 20
Anhang D (informativ) Verbrauchte Schlagenergie in Abhängigkeit der Temperatur und
Übergangstemperatur . 23
D.1 Verbrauchte Schlagenergie-Temperatur-Kurve . 23
D.2 Übergangstemperatur . 23
Anhang E (informativ) Messunsicherheit für verbrauchten Schlagenergiewert, KV . 25
E.1 Symbole und Einheiten . 25
E.2 Bestimmung der Messunsicherheit . 26
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E.3 Allgemeine Durchführung . 27
E.4 Kombinierte und erweiterte Messunsicherheit . 28
E.5 Beispiel . 29
Literaturhinweise . 33
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Vorwort
Dieses Dokument (prEN ISO 148-1:2015) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 164 „Mechanical testing
of metals“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee ECISS/TC 101 „Prüfverfahren für Stahl (andere
als chemische Analysen)“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird.
Dieses Dokument ist derzeit zur parallelen Umfrage vorgelegt.
Dieses Dokument wird EN ISO 148-1:2010 ersetzen.
ISO 148 mit dem Haupttitel Metallic materials — Charpy pendulum impact test besteht aus folgenden Teilen:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification and calibration of testing machines
— Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of
pendulum impact machines
Anerkennungsnotiz
Der Text von ISO/DIS 148-1:2015 wurde vom CEN als prEN ISO 148-1:2015 ohne irgendeine Abänderung
genehmigt.
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1 Anwendungsbereich
Dieser Teil von ISO 148 gilt für Kerbschlagbiegeversuche nach Charpy (V- und U-Kerb) für metallische Werk-
stoffe zur Bestimmung der verbrauchten Schlagenergie. Dieser Teil von ISO 148 gilt nicht für den
instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch, der in ISO 14556 festgelegt ist.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind für die
Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene
Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments
(einschließlich aller Änderungen).
ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2:Verification of testing machines
ISO 286-1, Geometrical product specification (GPS)— ISO code system for tolerances of linear sizes —
Part 1: Basis of tolerances, deviations and fits
ISO 3785, Metallic materials — Designation of test specimen axes in relation to product texture
ISO 14556, Metallic materials—Charpy V-notch pendulum impact test — Instrumented test method
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe.
3.1 Energie
3.1.1
potentielle Anfangsenergie
potentielle Energie
K
p
durch direkte Überprüfung bestimmte Differenz zwischen der potentiellen Energie des Hammers vor seiner
Freigabe für den Schlagversuch und der potentiellen Energie des Hammers in Schlagposition
3.1.2
verbrauchte Schlagenergie
K
bei der Prüfung mit einem Pendelschlagwerk für das Brechen der Probe erforderliche Energie, die bezüglich
der Reibung korrigiert ist
Anmerkung 1 zum Begriff: Der Buchstabe V oder der Buchstabe U wird zur Beschreibung der Kerbgeometrie
verwendet, d. h. KV oder KU. Die Zahl 2 oder die Zahl 8 wird als Index zur Bezeichnung des Radius der Hammerfinne
angegeben, z. B. KV .
3.2 Probe (siehe Bild 1)
3.2.1
Breite
W
Abstand zwischen der gekerbten Fläche und der gegenüberliegenden Fläche
Anmerkung 1 zum Begriff: In vorherigen Versionen dieser Norm wurde der Abstand zwischen der gekerbten Fläche
und der gegenüberliegenden Fläche als „Höhe“ bezeichnet. Die Änderung des Maßes zu „Breite“ sorgt dafür, dass ISO
148-1 mit der in anderen ISO-Normen zu Brüchen verwendeten Terminologie übereinstimmt.
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3.2.2
Dicke
B
Maß senkrecht zur Breite und parallel zum Kerb
Anmerkung 1 zum Begriff: In vorherigen Versionen dieser Norm wurde das Maß senkrecht zur Breite und parallel zum
Kerb als „Breite“ bezeichnet. Die Änderung des Maßes zu „Dicke“ sorgt dafür, dass ISO 148-1 mit der in anderen ISO-
Normen zu Brüchen verwendeten Terminologie übereinstimmt.
3.2.3
Länge
L
größtes Maß senkrecht zum Kerb
4 Symbole und Abkürzungen
Die in den Tabellen 1 und 2 angegebenen und in Bild 2 dargestellten Symbole und Bezeichnungen sind für
diesen Teil von ISO 148 anwendbar.
Tabelle 1 — Symbole, Einheiten und Bezeichnung
Symbol Einheit Bezeichnung
K
J Potentielle Anfangsenergie (potentielle Energie)
p
SFA % Prozentualer Gleitbruchanteil (Bruchaussehen)
B
mm Dicke der Probe
Für eine Probe mit U-Kerb bei Anwendung einer Hammerfinne mit einem 2 mm Radius
KU
J
verbrauchte Schlagenergie
Für eine Probe mit U-Kerb bei Anwendung einer Hammerfinne mit einem 8 mm Radius
KU
J
verbrauchte Schlagenergie
Für eine Probe mit V-Kerb bei Anwendung einer Hammerfinne mit einem 2 mm Radius
KV
J
verbrauchte Schlagenergie
Für eine Probe mit V-Kerb bei Anwendung einer Hammerfinne mit einem 8 mm Radius
KV
J
verbrauchte Schlagenergie
LE mm Seitliche Breitung
L mm Länge der Probe
T
°C Übergangstemperatur
t
W mm Breite der Probe
Für einen bestimmten Wert verbrauchter Energie, zum Beispiel 27 J, festgelegte
T °C
t27
Übergangstemperatur
Für einen bestimmten Prozentsatz der verbrauchten Energie der Hochlage, zum Beispiel
T °C
t50%US
50 %, festgelegte Übergangstemperatur
Für einen bestimmten Anteil des Gleitbruchanteils, zum Beispiel 50 %, festgelegte
T
°C
t50%SFA
Übergangstemperatur
Für einen bestimmten Anteil der seitlichen Breitung, zum Beispiel 0,9 mm, festgelegte
T °C
t0,9
Übergangstemperatur
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5 Kurzbeschreibung der Prüfung
Bei dieser Prüfung wird eine gekerbte Probe unter den in den Abschnitten 6, 7 und 8 definierten Bedingungen
mit einem einzigen Schlag eines Pendelhammers durchgeschlagen. Die Probe mit dem Kerb, dessen Geo-
metrie exakt festgelegt ist, wird im Pendelschlagwerk so angeordnet, dass sich der Kerb mittig zwischen den
beiden Auflagern auf der dem Auftreffpunkt des Pendelhammers gegenüberliegenden Seite befindet. Bei
dieser Schlagprüfung werden üblicherweise die verbrauchte Schlagenergie, die seitliche Breitung und der
prozentuale Gleitbruchanteil (Bruchaussehen) bestimmt.
Da die Schlagenergiewerte für viele metallische Werkstoffe temperaturabhängig sind, müssen Kerbschlag-
biegeversuche bei einer festgelegten Temperatur durchgeführt werden. Falls eine von der Raumtemperatur
abweichende Prüftemperatur angewendet wird, muss die Probe unter kontrollierten Bedingungen auf die
vorgesehene Temperatur temperiert (erwärmt oder abgekühlt) werden.
Der Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy kommt häufig bei routinemäßigen Bestanden/Nicht bestanden-
Abnahmeprüfungen mit hohem Durchsatz im Industriebereich zur Anwendung. Für diese Prüfungen ist es
unter Umständen unerheblich, ob die Probe vollständig oder teilweise gebrochen ist oder einfach nur plastisch
verformt und durch die Widerlager gezogen wird. Im Forschungs-, Konstruktions- oder akademischen Bereich
werden die gemessenen Energiewerte genauer betrachtet; in diesen Fällen kann es von enormer Bedeutung
sein, ob die Probe gebrochen ist oder nicht.
Es ist zu beachten, dass nicht alle Kerbschlagbiegeversuche nach Charpy direkt miteinander verglichen
werden können. Die Prüfungen können zum Beispiel mit Hämmern mit Hammerfinnen mit unterschiedlichen
Radien oder mit unterschiedlichen Probenformen durchgeführt worden sein. Prüfungen mit unterschiedlichen
Hammerfinnen können unterschiedliche Ergebnisse erbringen [1]; das gleiche gilt für Prüfungen, die mit
unterschiedlich geformten Proben durchgeführt wurden. Daher ist für die Vergleichbarkeit der Ergebnisse
nicht nur die Einhaltung der Normenreihe ISO 148, sondern auch eine eindeutige und vollständige
Berichterstattung hinsichtlich der Art des Geräts, der Probe und der Einzelheiten zur Probe nach den
Prüfungen erforderlich.
6 Proben
6.1 Allgemeines
Die Normal-Probe ist 55 mm lang und hat einen quadratischen Querschnitt mit 10 mm Seitenlänge. In der
Mitte der Probenlänge muss ein V- oder U-Kerb eingebracht sein, der in 6.2.1 bzw. 6.2.2 beschrieben wird.
Lässt sich aus dem zu untersuchenden Material keine Normal-Probe herstellen, sind Untermaß-Proben mit
7,5 mm, 5 mm oder 2,5 mm Dicke (siehe Bild 2 und Tabelle 2) zu verwenden, sofern nicht anders festgelegt.
Anmerkung 1 Ein direkter Vergleich der Ergebnisse ist nur dann von Bedeutung, wenn er zwischen Proben mit der
gleichen Form und denselben Maßen erfolgt.
Anmerkung 2 Weil bei niedrigen Schlagenergiewerten die überschüssige Energie vom Pendel aufgenommen wird, ist die
Anwendung von Zwischenlagen (Unterlegplättchen) zur genaueren Positionierung von Untermaß-Proben in Bezug auf die
Schlagmitte wichtig. Bei hohen Schlagenergiewerten können die Zwischenlagen weggelassen werden. Diese
Zwischenlagen können auf oder unter den Auflagen für die Probe angeordnet werden, so dass die Mitte des Dickemaßes,
der Probe 5 mm über der Auflagerfläche für die 10 mm Probe liegt. Zwischenlagen können vorübergehend mittels
Klebeband oder anderen Mitteln an den Auflagen befestigt werden.
Wenn ein wärmebehandelter Werkstoff untersucht wird, muss die spanende Endbearbeitung der Probe ein-
schließlich des Einarbeitens des Kerbs nach der letzten Wärmebehandlung erfolgen, sofern nicht
nachgewiesen werden kann, dass eine Bearbeitung vor der Wärmebehandlung keinen Einfluss hat.
6.2 Kerbgeometrie
Der Kerb muss sorgfältig so hergestellt werden, dass am Kerbgrundradius keine Bearbeitungsmarken sichtbar
sind, die einen Einfluss auf die verbrauchte Schlagenergie haben können.
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Die Symmetrieebene des Kerbs muss senkrecht zur Längsachse der Probe verlaufen (siehe Bild 2).
6.2.1 V-Kerb
Der V-Kerb muss einen Kerbwinkel von 45°, eine Kerbtiefe von 2 mm und einen Kerbradius von 0,25 mm
haben [siehe Bild 2 a) und Tabelle 2].
6.2.2 U-Kerb
Der U-Kerb muss (wenn nicht anders festgelegt) eine Kerbtiefe von 5 mm und einen Kerbradius von 1 mm
haben [siehe Bild 2 b) und Tabelle 2].
6.3 Grenzabmaße für die Proben
Die Grenzabmaße für die festgelegten Proben- und Kerbmaße werden in Bild 2 und in Tabelle 2 angegeben.
6.4 Herstellung der Proben
Die Proben sind so herzustellen, dass alle Veränderungen der Probe, z. B. durch Warm- oder Kaltumformung,
möglichst klein gehalten werden.
6.5 Kennzeichnung der Proben
Die Probe darf an Stellen gekennzeichnet werden, die nicht mit den Auflagern, den Widerlagern oder der
Hammerfinne in Berührung kommen und an Stellen, an denen Einflüsse durch plastische Verformung und
Oberflächenfehler auf die beim Kerbschlagversuch gemessene Schlagenergie vermieden werden (siehe 8.8).
7 Prüfgerät
7.1 Allgemeines
Die Messungen der Geräte und die Einzelheiten zu den Proben müssen auf nationale oder internationale
Normen rückführbar sein. Die zur Messung verwendeten Geräte sind in geeigneten Zeitabständen zu
kalibrieren.
7.2 Aufstellung und Überprüfung des Pendelschlagwerks
Das Pendelschlagwerk ist nach ISO 148-2 aufzustellen und zu überprüfen.
7.3 Hammerfinne (Finnenschneide)
Für die Hammerfinne gilt entweder die für den 2-mm-Hammer oder für den 8-mm-Hammer festgelegte
Geometrie. Es wird empfohlen, den Radius der Hammerfinne als Index auf folgende Weise anzugeben: KV
oder KV und KU oder KU .
8 2 8
Die Wahl der Geometrie der Hammerfinne muss unter Bezug auf die Produktspezifikation erfolgen.
ANMERKUNG Mit 2-mm-Hammerfinnen durchgeführte Prüfungen können andere Ergebnisse erbringen als mit 8-mm-
Hammerfinnen durchgeführte Prüfungen [1].
8 Durchführung
8.1 Allgemeines
Die Probe ist so gegen die Widerlager des Pendelschlagwerks zu legen, dass die Symmetrieebene des Kerbs
und die Symmetrieebene der Auf- und Widerlager mit Abweichungen von höchstens 0,5 mm übereinstimmen.
Die Finnenschneide muss in der Symmetrieebene des Kerbs auf die dem Kerb gegenüberliegende Seite
auftreffen (siehe Bild 1).
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8.2 Reibungsmessung
Die durch Reibung verbrauchte Energie setzt sich aus mehreren Beiträgen zusammen, zu denen Luft-
widerstand, Lagerreibung und Reibung des Schleppzeigers gehören. Gesteigerte Reibung an einem Gerät
kann die Menge an verbrauchter Energie beeinflussen. Daher muss die Reibung täglich vor jeder ersten
Prüfung die Reibung geprüft werden. Reibungsverluste müssen folgendermaßen eingeschätzt werden.
8.2.1 Um den durch die Reibung des Schleppzeigers verursachten Verlust zu bestimmen, wird das
Pendelschlagwerk auf die übliche Weise betätigt, jedoch ohne dass eine Probe eingelegt ist; der vom
Schleppzeiger angezeigte Steigwinkel β oder die angezeigte verbrauchte Energie K ist aufzuzeichnen.
1 1
Dann wird eine zweite Prüfung ohne Rückstellung des Schleppzeigers durchgeführt, und der Steigwinkel β
oder die angezeigte verbrauchte Energie K ist aufzuzeichnen. Damit gilt für den Reibungsverlust des
Schleppzeigers während der Auslenkung:
p = M(cos β - cos β ) (1)
1 2
wenn die Skala für die Ablesung der verbrauchten Energie in Grad unterteilt ist oder
p = K - K (2)
wenn die Skala für die Ablesung der verbrauchten Energie in Energieeinheiten unterteilt ist.
8.2.2 Die durch Lagerreibung und Luftwiderstand für eine Halbschwingung verursachten Verluste werden
folgendermaßen bestimmt:
Nachdem β oder K bestimmt wurde, wird das Pendel in seine Ausgangsstellung gebracht. Ohne
2 2
Rückstellung des Schleppzeigers (der Anzeigeeinrichtung) wird das Pendel stoß- und schwingungsfrei so
freigegeben, dass es 10 Halbschwingungen durchführen kann. Nachdem das Pendel seine 11. Halb-
schwingung begonnen hat, wird der Schleppzeiger (die Anzeigeeinrichtung) auf einen Teilstrich verschoben,
der etwa 5 % der gesamten Skalenbereichsanzeige entspricht, und der Wert wird als β oder K aufge-
3 3
zeichnet. Die Verluste durch Lagerreibung und Luftwiderstand für eine Halbschwingung sind dann nach den
folgenden Gleichungen zu bestimmen
p′ = 1/10 M(cos β - cos β ) (3)
3 2
wenn die Skala für die Ablesung in Grad unterteilt ist oder
p′ = 1/10 (K - K ) (4)
3 2
wenn die Skala für die Ablesung in Energieeinheiten unterteilt ist.
ANMERKUNG 1 Die Anzahl der Schwingungen kann nach Ermessen des Gerätebenutzers geändert werden. p' sollte im
Hinblick auf angewendete Anzahl der Schwingungen korrigiert werden.
ANMERKUNG 2 Falls diese Verluste bei einer tatsächlichen Prüfung, die einen Steigwinkel β ergibt, berücksichtigt
werden müssen, kann die folgende Größe
β α+β
p = p + p' (5)
β
β α+β
1 2
vom Wert der verbrauchten Energie abgezogen werden.
Weil β und β nahezu gleich αsind, kann die Gleichung (10) vereinfacht werden zu:
1 2
β α+β
p = p + p' (6)
β
α 2α
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Für Pendelschlagwerke mit der Anzeige von Werten in Energieeinheiten kann der Wert für β nach folgender Gleichung
errechnet werden:
β = arccos[1 - 1/M(K - K )] (7)
P T
Der auf diese Weise gemessene gesamte Reibungsverlust p + p′ darf 0,5 % der nominellen Energie K nicht
N
überschreiten. Falls der Reibungsverlust diesen Wert der nominellen Energie überschreitet und es nicht
gelingt, ihn durch Verringerung der Zeigerreibung in den Toleranzbereich zu bringen, müssen die Lager
gereinigt oder ausgetauscht werden.
8.3 Prüftemperatur
8.3.1 Wenn nicht anders festgelegt, müssen die Kerbschlagbiegeversuche bei (23 ± 5) °C durchgeführt
werden. Ist eine bestimmte Prüftemperatur festgelegt, muss die Probe so temperiert werden, dass diese
Temperatur mit Abweichungen von ± 2 °C eingehalten wird.
8.3.2 Bei einer Temperierung in einem flüssigen Medium, entweder einer Erwärmung oder einer Abküh-
lung, muss die Probe im Behälter mit dem flüssigen Medium auf einem Gitter mindestens 25 mm über dem
Behälterboden, bedeckt von mindestens 25 mm Flüssigkeit und in mindestens 10 mm Abstand von den
Seitenwänden des Behälters angeordnet werden. Die Flüssigkeit muss ständig gerührt und auf geeignete
Weise auf die festgelegte Temperatur gebracht werden. Die Einrichtung zum Messen der Temperatur des
Mediums sollte in der Mitte einer Gruppe von Proben angeordnet werden. Die Temperatur des Mediums muss
mindestens 5 min bei der festgelegten Temperatur ± 1 °C gehalten werden.
ANMERKUNG Bei Anwendung eines flüssigen Temperiermediums, das bis in die Nähe seines Siedepunkts erhitzt
wurde, kann sich die Temperatur der Probe in der Zeitspanne nach der Entnahme aus dem Medium bis zum Bruch der
Probe aufgrund der Verdunstungskühlung erheblich verringern (siehe ASTM STP 1072 [5]).
8.3.3 Bei einer Temperierung in einem gasförmigen Medium, entweder einer Erwärmung oder einer Ab-
kühlung, muss die Probe in der Temperiereinrichtung mindestens 50 mm Abstand zur nächsten Wandfläche
haben. Die einzelnen Proben müssen untereinander einen Abstand von mindestens 10 mm haben. Das gas-
förmige Medium muss ständig zirkulieren und auf geeignete Weise auf die festgelegte Temperatur gebracht
werden. Die Einrichtung zum Messen der Temperatur des Mediums sollte in der Mitte einer Gruppe von
Proben angeordnet werden. Die Temperatur des gasförmigen Mediums muss mindestens 30 min bei der
festgelegten Temperatur ± 1 °C gehalten werden.
8.3.4 Andere Methoden zur Temperierung sind zulässig, solange sie die einschlägigen Anforderungen von 8.3
erfüllen.
8.4 Handhabung der Proben
Wird der Kerbschlagbiegeversuch bei einer von Raumtemperatur abweichenden Prüftemperatur durchgeführt,
dürfen nach Entnahme der Probe aus der Temperiereinrichtung bis zum Auftreffen des Hammers nicht mehr
als 5 s vergehen.Eine Ausnahme wird gemacht, wenn der Unterschied zwischen der Umgebungs- oder
Gerätetemperatur und der Probentemperatur weniger als 25 °C beträgt, wobei für den Transport der Probe
nicht mehr als 10 s vergehen dürfen.
Die zum Transportieren der Probe verwendete Einrichtung (Zange) muss so gestaltet und temperiert werden,
dass die Probentemperatur innerhalb des zulässigen Temperaturbereichs bleibt.
Die Teile der Zange, die mit der Probe bei der Überführung aus dem Temperiermedium zum Pendelschlag-
werk in Kontakt kommen, müssen zusammen mit den Proben temperiert werden.
Es sollte berücksichtigt werden, dass die Einrichtung, mit der die Probe auf den Widerlagern zentriert wird,
nicht dazu führt, dass die Bruchstücke hochfester Proben mit niedrigen Schlagenergiewerten von der
Zentriereinrichtung gegen das Pendel zurückprallen. Diese Interaktion zwischen Pendel und Probe führt dazu,
dass irrtümlicherweise hohe Schlagenergiewerte ermittelt werden. Der Freiraum zwischen den beiden Enden
der in Prüfposition angeordneten Probe und der Zentriereinrichtung oder festen Teilen des
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Pendelschlagwerks muss mehr als etwa 13 mm betragen um zu verhindern, dass zurückprallende
Bruchstücke gegen das Pendel schlagen können.
ANMERKUNG Für die Überführung von Proben aus dem Temperiermedium in die vorschriftsmäßige Prüfposition
werden häufig Zangen mit Selbstzentrierung verwendet, die eine Ausführung in der Art wie die Zangen haben, die in
Anhang A für Proben mit V-Kerb beschrieben sind. Mit diesen Zangen sind mögliche Probleme hinsichtlich des Freiraums
vermeidbar, die auf Interferenzen zwischen gebrochenen Probenhälften und einer festen Zentriereinrichtung zurück-
zuführen sind.
8.5 Überschreiten des Arbeitsvermögens des Pendelschlagwerks
Die verbrauchte Schlagenergie K sollte 80 % der potentiellen Anfangsenergie K nicht überschreiten. Bei
p
einer höheren verbrauchten Schlagenergie sind die ermittelten Werte ungenau und müssen als angenäherte
Werte ausgewiesen werden, worauf im Prüfbericht besonders hinzuweisen ist.
ANMERKUNG Im Idealfall wird ein Kerbschlagbiegeversuch mit konstanter Schlaggeschwindigkeit durchgeführt. Bei
Versuchen mit Pendelschlagwerken nimmt die Geschwindigkeit mit fortschreitendem Bruch ab. Für Proben mit Schlag-
energiewerten im Bereich des Arbeitsvermögens des Pendelschlagwerks verringert sich die Geschwindigkeit des Pendels
während des Bruchs so sehr, dass eine Bestimmung genauer Schlagenergiewerte nicht mehr möglich ist.
8.6 Unvollständiger Bruch
Proben zerbrechen während der Prüfung nicht immer in zwei Teile.
Für Abnahmeprüfungen für Werkstoffe ist es nicht erforderlich, Informationen zu unvollständigen Brüchen zu
berichten.
Bei anderen Prüfungen als Abnahmeprüfungen für Werkstoffe müssen nicht gebrochene Proben berichtet
werden.
ANMERKUNG 1 Für den Fall, dass individuelle Proben nicht im Prüfprotokoll bezeichnet werden, kann die Gruppe als
gebrochen oder nicht gebrochen bezeichnet werden.
ANMERKUNG 2 Eine Probe, die durch den Schlag nicht in zwei halbe Proben geteilt wurde, kann als gebrochen erachtet
werden, wenn die zwei Hälften ohne Zuhilfenahme mechanischer Werkzeuge und ohne Ermüdung des Werkstoffs der
Probe durch Drücken gegen die miteinander verbundenen Hälften getrennt werden können.
ANMERKUNG 3 Eine Abnahmeprüfung für Werkstoffe ist eine Prüfung, in deren Rahmen Mindestanforderungen für die
Abnahme bewertet werden.
8.7 Verklemmen einer Probe
Wenn sich eine Probe im Pendelschlagwerk verklemmt, darf das Ergebnis für diese Probe nicht in die Aus-
wertung einbezogen werden. Das Pendelschlagwerk ist gründlich auf Beschädigungen zu untersuchen, die
die Kalibrierung des Pendelschlagwerks beeinträchtigen würden.
ANMERKUNG Eine Probe verklemmt sich dadurch, dass ihre Bruchstücke zwischen beweglichen und nicht beweg-
lichen Teilen des Pendelschlagwerks stecken bleiben. Dieses Verklemmen kann zu einem signifikanten Energieverbrauch
führen. Von sekundären Hammerauftreffmarken können Klemmmarken dadurch unterschieden werden, dass sie auf der
verklemmten Probe als paarweise Marken sichtbar sind, die einander gegenüberliegen.
8.8 Untersuchung nach erfolgtem Bruch
Falls die Untersuchung nach dem Bruch ergibt, dass die Kennzeichnung zur Probenidentifizierung teilweise in
einem sichtbar verformten Bereich der Probe liegt, ist das Prüfergebnis möglicherweise nicht repräsentativ für
den Werkstoff; worauf im Prüfbericht hingewiesen werden muss.
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9 Prüfbericht
9.1 Erforderliche Angaben
Der Prüfbericht muss folgende Angaben enthalten oder, falls dies mit dem Kunden vereinbart wurde, es muss
möglich sein, auf Grundlage einer nachverfolgbaren Kodierung des Prüfberichts durch das Prüflabor diese
Informationen zu erlangen:
1) Verweisung auf diesen Teil von ISO 148, d. h. ISO 148-1;
2) Beschreibung der Probe (z. B. Stahlsorte, Nr. der Schmelze);
3) Größe der Probe, falls keine Normalprobe verwendet wurde;
4) Temperatur der Prüfung oder Prüftemperatur der Probe;
5) verbrauchte Schlagenergie, d. h. z. B. KV , KV ,KU oder KU ;
2 8 2 8
6) ob eine Probe oder ein Großteil von Proben einer Gruppegebrochen sind (bei Abnahmeprüfungen für
Werkstoffe nicht erforderlich);
7) alle ungewöhnlichen Ereignisse, die Einfluss auf den Kerbschlagbiegeversuch hatten.
9.2 Optionale Angaben
Der Prüfbericht darf zusätzlich zu den Angaben in 9.1 weitere optionale Angaben enthalten:
1) Ausrichtung der Probe (siehe ISO 3785);
2) Nennarbeitsvermögen des Pendelschlagwerks, in Joule;
3) seitliche Breitung (siehe Anhang B);
4) Aussehen der Bruchfläche, angegeben als prozentualer Gleitbruchanteil (siehe Anhang C);
5) Kurve der verbrauchten Schlagenergie über der Temperatur (siehe D.1);
6) Kurve der seitlichen Breitung über der Temperatur;
7) Kurve des Aussehens der Bruchfläche über der Temperatur;
8) Übergangstemperatur(en) und zu deren Bestimmung angewendete Kriterien (siehe D.2);
9) Anzahl der beim Kerbschlagversuch nicht vollständig gebrochenen Proben;
10) Datum (Monat und Jahr) der aktuellsten vollständigen direkten und indirekten Überprüfungen;
11) Messunsicherheit der verbrauchten Energie (siehe Anhang E).
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Legende
1 Widerlager
2 Normal-Probe
3 Auflager für die Probe
4 Abdeckvorrichtung
B Dicke der Probe
L Länge der Probe
W Breite der Probe
a
Auftreffpunkt der Finnenschneide
b
Richtung der Pendelschwingung
Bild 1 — Anordnung der Auflager und Widerlager für ein Pendelschlagwerk in Verbindung mit der
Terminologie für die Probe
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a) Geometrie für einen V-Kerb
b) Geometrie für einen U-Kerb
ANMERKUNG Die Symbole L, W, B und die Zahlen 1 bis 5 beziehen sich auf Tabelle 2.
Bild 2 — Probe für den Kerbschlagversuch nach Charpy
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Tabelle 2 — Grenzabmaße für die festgelegten Probenmaße
V-Kerb-Probe U-Kerb-Probe
Symbol Grenzabmaße für die Grenzabmaße für die
Bezeichnung und Bearbeitung Bearbeitung
Nennmaß Nennmaß
Nr.
Toleranz- Toleranz-
a a
klasse klasse
Länge L 55 mm ± 0,60 mm js15 55 mm ± 0,60 mm js15
Breite W 10 mm ± 0,075 mm js12 10 mm ± 0,11 mm js13
c
B
Dicke : 10 mm ±0,075 mm js12 10 mm ±0,11 mm js13
—Normal-Probe 10 mm ± 0,11 mm js13 10 mm ± 0,11 mm js13
—Untermaß-Probe 7,5 mm ± 0,11 mm js13 7,5 mm ± 0,11 mm —
—Untermaß-Probe 5 mm ± 0,06 mm js12 5 mm ±0,06 mm —
—Untermaß-Probe 2,5 mm ± 0,05 mm js12 — — —
Kerbwinkel 1 45° — — — —
± 2°
Unterhalb des Kerbs
c
2 8 mm ± 0,075 mm js12 5 mm ± 0,09 mm js13
verbleibende Höhe
Kerbradius 3 0,25 mm — 1 mm js12
± 0,025 mm ± 0,07 mm
Kerbposition
d d
4 27,5 mm js15 27,5 mm js15
± 0,42 mm ± 0,42 mm
(Zentrierung)
Winkel zwischen der
Symmetrieebene des
90° ± 2° — 90° ± 2° —
Kerbs und der Längs-
achse der Probe
Winkel zwischen
benachbarten Längs- 5 90° ± 2° — 90° ± 2° —
flächen der Probe
b
Oberflächenrauheit NA < 5 μm < 5 μm
a Nach ISO 286-1.
b Außer an den Endflächen müssen die Proben eine Oberflächenrauheit Ra besser als 5 µm haben.
c Falls eine andere Dicke (2 mm oder 3 mm) festgelegt ist, müssen auch die entsprechenden Grenzabmaße festge-
legt sein.
d Für Pendelschlagwerke mit automatischer Positionierung der Proben wird ein Grenzabmaß von ± 0,165 mm anstelle
von ± 0,42 mm empfohlen.
oSIST prEN ISO 148-1:2015
prEN ISO 148-1:2015 (D)
Anhang A
(informativ)
Selbstzentrierende Zangen
Zangen ähnlichen dem in Bild A.1 dargestellten Beispiel werden häufig verwendet, um die Probe zu
überführen und sie vorschriftsmäßig im Pendelschlagwerk zu positionieren.
Maße in Millimeter
Probendicke A B
10 1,60 bis 1,70 1,52 bis 1,65
5 0,74 bis 0,80 0,69 bis 0,81
3 0,45 bis 0,51 0,36 bis 0,48
a
Stahlstücke, mittels Silberlot parallel zueinander an der Zange angelötet
Bild A.1 —Zentrierzangen für Charpy-V-Kerb-Proben
oSIST prEN ISO 148-1:2015
prEN ISO 148-1:2015 (D)
Anhang B
(informativ)
Seitliche Breitung
Der vorliegende Anhang basiert auf ASTM E23 (Standard Test Methods for notched bar Impact Testing of
Metallic Materials) und wird verwendet mit Genehmigung von ASTM International, 100 Barr Harbor Drive,
P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, USA.
B.1 Allgemeines
Ein Maß für den Bruchwiderstand eines Werkstoffs, der wie z. B. am Kerbgrund einer Charpy-Probe unter
dreiachsiger Beanspruchung steht, ist die Größe der am Kerbgrund auftretenden Verformung. Bei dieser
Verformung am Kerbgrund handelt es sich um eine Kontraktion. Weil es auch nach erfolgtem Bruch schwierig
ist, diese Verformung messtechnisch zu erfassen, wird üblicherweise die Breitung an beiden Enden der
Bruchebene gemessen und anstelle der Kontraktion angegeben.
B.2 Durchführung
Beim Verfahren zum Messen der seitlichen Breitung sollte berücksichtigt werden, dass die Bruchebene selten
durch die Stellen verläuft, an der die maximale Breitung an beiden Seiten der Probe vorliegt. Eine Bruchhälfte
kann die maximale Breitung für beiden Seiten, für nur eine Seite oder für keine Seite enthalten. Die angewen-
deten Messverfahren sollten daher einen Breitungswert liefern, der gleich der Summe aus den für die je-
weilige Seite gemessenen beiden größeren Werten ist, wozu die beiden Bruchhälften getrennt auszumessen
sind. Die Größe der Breitung auf jeder Seite der beiden Bruchhälften muss unter Bezug auf die Ebene ge-
messen werden, die durch den nicht verformten Teil der jeweiligen Probenseite festgelegt ist (siehe Bild B.1).
Für diese Messungen kommen Kontakt- oder kontaktlose Methoden infrage.
Die seitliche Breitung darf mit einem geeigneten Messgerät ermittelt werden, z. B. mit einer in den Bildern B.2
und B.3 dargestellten Messuhr. Die beiden gebrochenen Hälften werden einzeln ausgemessen. Zunächst sind
jedoch die Seiten rechtwinklig zum Kerb auf beim Kerbschlagbiegeversuch gebildete Grate zu untersuchen;
möglicherweise vorhandene Grate müssen vorsichtig, z. B. mit feinem Schleifpapier, ohne Beschädigung der
auszumessenden Aufstauchungen entfernt werden. Als nächstes werden die beiden Probenhälften mit den
Flächen aneinandergelegt, die sich ursprünglich rechts und links vom Kerb befunden haben. Dann werden die
Seitenflächen der beiden Probenhälften (siehe Bild B.1) so gegen die Referenz(anlage)fläche gepresst, dass
die Aufstauchungen am Taster der Messuhr anliegen. Der für die erste Aufstauchung abgelesene Wert ist zu
notieren, dann ist dieser Arbeitsgang für die andere Probenhälfte zu wiederholen (siehe Bild B.1), wobei
darauf zu achten ist, dass die Messung an derselben Probenseite erfolgt. Der größere der beiden ermittelten
Werte ist die Breitung für diese Seite der Probe. Das Verfahren zum Ausmessen der Aufstauchungen wird für
die andere Probenseite wiederholt, danach werden die jeweils größeren dieser ermittelten Werte addiert.
Wenn z. B. A > A und A = A ist, folgt für die Breitung: LE = A + (A oder A ). Für den Fall, dass A >A und
1 2 3 4 1 3 4 1 2
A > A ist, wird die Breitung berechnet als LE = A + A .
3 4 1 3
Wenn eine oder mehrere Aufstauchungen einer Probe durch Aufschlagen z. B. am Widerlager,
Maschinenrahmen usw. verformt wurde, darf diese Probe nicht ausgemessen werden. Dies ist im Prüfbericht
zu vermerken.
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prEN ISO 148-1:2015 (D)
Die Probenhälften werden durch die Zahlen 1 und 2 gekennzeichnet.
Bild B.1 — Darstellung der Bruchhälften einer Charpy-Probe mit V-Kerb zur Veranschaulichung der
Messung der seitlichen Breitung, der Maße A , A , A , A und der Anfangsdicke B der Probe
1 2 3 4
Bild B.2 — Messuhr zur Messung der seitlichen Breitung von Charpy-Proben (ANMERKUNG: im Bild
werden beide Hälften einer Charpy-Probe dargestellt; anstatt jede Hälfte einzeln zu messen, werden
sie auf einer Seite gemessen)
oSIST prEN ISO 148-1:2015
prEN ISO 148-1:2015 (D)
Maße in Millimeter
Legende
1 Gummi-Unterlage
2 Messuhr, Messbereich 10 mm, Skalenteilung 1/100 mm
3 Grundplatte aus nichtrostendem oder verchromtem Stahl
4 Messuhrhalterung aus nichtrostendem oder verchromtem Stahl
a
Für Innensechskantschraube UNC 1/4" bis 20", Höhe des Innensechskants 7/8", zur Anbringung der Messuhr.
b
Für Innensechskantschrauben M6 × 1, Höhe des Innensechskants 25 mm.
c
Überlappen bei Anbringung der Messuhr.
Bild B.3 — Prüfanordnung und Einzelheiten zum Messen der seitlichen Breitung mit einer Messuhr
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Anhang C
(informativ)
Bruchaussehen
Der vorliegende Anhang basiert auf ASTM E23 (Standard Test Methods for notched bar Impact Testing of
Metallic Materials) und wird verwendet mit Genehmigung von ASTM International, 100 Barr Harbor Drive,
P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 19428 2959, USA.
C.1 Allgemeines
Die Bruchfläche der Charpy-Proben wird häufig durch den in Prozent angegebenen, und auf die gesamte
Bruchfläche bezogenen Gleitbruchanteil (mit faserigem Bruchaussehen), bewertet. Je größer der Gleitbruch-
anteil ist, umso höher ist die Kerbzähigkeit des Werkstoffs. Die Bruchfläche der meisten Charpy-Proben zeigt
nebeneinander sowohl Gleitbruch- als auch glatte Bruchbereiche. Die Gleitbruchbereiche werden als komplett
zäh angenommen, die flachen Bruchbereiche jedoch können zäh oder spröde sein oder eine Kombination
dieser beiden Brucharten aufweisen. Weil diese Bewertung sehr subjektiv erfolgt, wird empfohlen, sie in
Spezifikationen nicht anzuwenden.
ANMERKUNG Die für das Bruchaussehen verwendeten Benennungen „faseriges Bruchaussehen“ und „Gleitbruch“
werden häufig synonym verwendet. Das Gegenteil wird oft durch die Benennungen „Spaltbruch“ und „kristallines
Bruchaussehen“ gekennzeichnet.
C.2 Durchführungen
Der prozentuale Gleitbruchanteil wird üblicherweise nach einem der folgenden Verfahren bestimmt:
1) Ausmessen der Länge und Breite des Spaltbruchanteils des glatten Bruchbereichs (d. h. des Anteils
mit „kristallinem“ Aussehen), siehe Bild C.1, und Bestimmen des prozentualen Gleitbruchanteils nach
Tabelle C.1;
2) Vergleich des Bruchaussehens der Probe mit Bruchbild-Richtreihen, z. B. nach Bild C.2;
3) Vergrößern der Bruchfläche und Vergleich mit früher kalibrierten Richtreihen, die der Bruchfläche
überlagert werden, oder Ausmessen des prozentualen Spaltbruchanteils mit einem Planimeter und
Berechnung des prozentualen Gleitbruchanteils (durch Subtraktion des prozentualen
Spaltbruchanteils von 100 %);
4) Fotografieren der Bruchfläche mit geeigneter Vergrößerung und Ausmessen des prozentualen Spalt-
bruchanteils mit einem Planimeter und Berechnung des prozentualen Gleitbruchanteils (durch
Subtraktion des prozentualen Spaltbruchanteils von 100 %);
5) Ausmessen des prozentualen Gleitbruchanteils mit Hilfe von Bildanalyse-Verfahren.
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prEN ISO
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