Kerfslagwaarde

Betekenis

De kerfslagwaarde geeft aan hoeveel energie nodig is om een genotcht proefstaafje van een bepaalde metaalsoort bij een bepaalde temperatuur te laten breken. Deze waarde is een indicator voor de taaiheid of brosheid van het metaal: een lage kerfslagwaarde wijst op brosse breuk, een hoge waarde op taaie breuk.

Toepassing

De kerfslagwaarde wordt gebruikt om de constructieve geschiktheid van metalen te beoordelen.

• Bepalen of een metaal geschikt is voor toepassingen bij lage temperaturen.
• Klasseren van staalsoorten (bijvoorbeeld S355J2) op kerfslaggedrag en bijbehorende temperatuur.
• Vaststellen van gemiddelde kerfslagwaarde door meerdere proefstukken te testen.

Aandachtspunten

• Testtemperatuur beïnvloedt uitdrukkelijk het resultaat: bij lagere temperatuur treedt eerder brosseren op.
• De vorming van een kerf (notch) concentreert spanningen en simuleert scheutvorming in de praktijk.
• Uiterlijk van de breuk geeft onderscheid tussen brosse (recht, weinig plastische vervorming) en taaie (uitschieters) breuk.
• Legeringen kunnen de kerfslagwaarde verhogen; bijvoorbeeld geeft toevoeging van nikkel aan staal met circa 0,1% koolstof relatief hoge kerfslagwaarden bij lagere temperaturen.
• Voor betrouwbare classificatie worden vaak meerdere proefstukken beproefd en het gemiddelde bepaald.

Afmetingen / proefopstelling

• In de standaard proefopstelling (Charpy-kerfslagproef) wordt een langwerpig proefstaafje met een driehoekige kerf in het midden ondersteund en met een hamerslag belast.
• De gebruikte proefopstelling en kerfvorm zijn gestandaardiseerd zodat de gemeten energie een maat is voor taaiheid of brosheid.

Aanduiding en symbolen

• De kerfslagwaarde van staal wordt vaak aangeduid met een hoofdletter (J, K of L) voor de vereiste kerfslagenergie en een letter of cijfer (R, 0, 2, 3, 4, 5, 6) voor de proef temperatuur.
• Karakteristieke minimale kerfslagenergie per graadgroep:
  • J: ≥ 27 J
  • K: ≥ 40 J
  • L: ≥ 60 J
• De toevoeging R staat voor room temperature (kamertemperatuur); cijfers geven negatieve proeftemperaturen aan (bijvoorbeeld '2' correspondeert met −20 °C).
• Voorbeeld: in S355J2 geeft J aan een kerfslagwaarde van 27 J en 2 de bijbehorende proef-temperatuur −20 °C.

Historie en alternatieve eenheden/tests

• Vroeger werd kerfslagwaarde aangeduid met KCU, KCV of KCY en uitgedrukt in J/cm²; sinds circa 1985 wordt de kerfslagwaarde in Joule weergegeven.
• Andere mechanische breukproeven die op vergelijkbare eigenschappen gericht zijn, zijn de Izod-test en de Crack Tip Opening Displacement (CTOD).