Происхождение некоторых обычных механических испытаний, которые мы проводим сегодня, можно проследить до исследований и открытий с 1800-х годов. В эту эпоху была создана Международная ассоциация испытательных материалов, которая проходила каждые 2-3 года в различных городах мира. К 1913 году у него было 2682 члена, включая такие известные имена, как Бринелль (твердость), Мартенс (мартенсит), Хейн (размер зерна), Баушингер, Ле Шателье и Шарпи (ударная вязкость)
Жорж Августин Альберт Шарпи, француз, родился в 1865 году и окончил Политехническую Школу в 1887 году по специальности инженер-механик по морской артиллерии. Затем он стал металлургическим инженером, а затем профессором. Шарпи заинтересовался измерением ударных свойств стали из-за многих преждевременных отказов вооружения, паровых котлов и паровых двигателей в ту эпоху. Он представил в Ассоциацию в 1901 году доклад о результатах испытаний на ударную стойкость стали с помощью маятника. Шарпи также обнаружил, что использование надреза в образце для испытаний имеет решающее значение для повышения чувствительности и воспроизводимости измерения. Его имя стало связано с испытанием на удар по Шарпи на ударную вязкость, поскольку он потратил годы, тщательно изучая параметры проведения испытания.
Это испытание (ударный тест) показывает взаимосвязь переходного и хрупкого перехода в поглощенной энергии при серии температур. Поскольку железо и все другие объемноцентрированные кубические металлы подвергаются переходу от вязкого поведения при более высоких температурах до хрупкого поведения при более низких температурах, этот тест необходим сегодня для ряда важных стальных изделий, включая стальную оболочку корпуса для судов, сосудов под давлением на атомных станциях, поковок для роторов генератора электростанций и т. д.
Испытание проводится с использованием нескольких образцов с механической обработкой 1 см x 1 см х 5,5 см с углублением глубиной 2 мм в середине заданной плоской поверхности - обычно с надписью «V». Образцы испытывают при заданной температуре (например, -20°C, -10°C, 0°C, + 10°C, + 20°C). Как только образец достигает точной температуры, он быстро помещается в специальный держатель с выемкой, ориентированной вертикально и к началу удара. Образец поражен «копром», прикрепленным к качающему маятнику определенного дизайна и веса. Образец разрывается по его надрезанному поперечному сечению при ударе, а восходящий качание маятника используется для определения количества поглощенной энергии (ударная вязкость надреза) в процессе.
По-прежнему остается вопрос, если Шарпи и другие знали о пластичном и хрупком переходе, который возникает при температуре в стали в течение этих ранних лет испытаний на удар. Насколько известно, все тесты Шарпи проводились при комнатной температуре или выше. Если переход от хрупкого перехода в хрупкую форму был хорошо известен в начале 20-го века, стальные плиты, изготовленные в 1910 году сталелитейным заводом Дэвида Колвилла в Шотландии и использовавшиеся для RMS Titanic можно было бы испытать при минусовых температурах, чтобы выявить хрупкое разрушение, вызванное воздействием пластины корпуса с огромным айсбергом на ледяную температуру в северном Атлантическом океане -2 °C в судьбоносную ночь 14 апреля 1912 года. Низкая пластичность при хрупком переходе в стале снова проявилась на многочисленных кораблях Либерти, которые буквально переломились пополам во время Второй мировой войны. Сверхнапряженные стальные сварные швы (без термической обработки после сварки) стали хрупкими при температурах ледяной воды, а катастрофическое распространение трещин происходило даже тогда, когда корабли находились на стыке. Интересно отметить, что испытание на удар по Шарпи не было определено в качестве стандартного метода испытаний по ASTM до 1933 года. Оно описано в ASTM E23 «Испытание ударных стержней из металлических материалов».
Дополнительно: Ударная вязкость