What is Impact Test? Izod Test, Charpy Test, Procedure and Applications

Impact Test एक महत्वपूर्ण Mechanical Testing Method है जिसका उपयोग किसी Material की अचानक लगने वाले Shock Load या Impact Load को सहन करने की क्षमता (Impact Strength या Toughness) ज्ञात करने के लिए किया जाता है। Engineering Materials कई बार Static Load के बजाय अचानक लगने वाले Dynamic Load के अधीन कार्य करते हैं। ऐसे में केवल Tensile Strength या Compressive Strength पर्याप्त नहीं होती बल्कि Material की Impact Resistance जानना भी आवश्यक होता है।

Automobile Industry, Railway Engineering, Aerospace Engineering, Defence Equipment, Machine Tools तथा Heavy Engineering Industries में Impact Test का व्यापक उपयोग किया जाता है। इस Test की सहायता से यह निर्धारित किया जाता है कि कोई Material अचानक लगने वाले Load के कारण टूटेगा या पर्याप्त Energy Absorb करेगा।

Introduction

वास्तविक Engineering Applications में अधिकांश Components पर धीरे-धीरे Load नहीं लगता बल्कि अचानक Shock या Impact Load लगता है। उदाहरण के लिए Railway Axle, Gear Teeth, Hammer, Crane Hook, Connecting Rod, Railway Coupling तथा Automobile Chassis पर कार्य करने वाला Load Dynamic Nature का होता है। ऐसे Components के लिए केवल Strength पर्याप्त नहीं होती बल्कि Toughness भी अत्यंत महत्वपूर्ण होती है।

Impact Test द्वारा यह ज्ञात किया जाता है कि कोई Material Fracture होने से पहले कितनी Energy Absorb कर सकता है। इसी कारण इसे Toughness Test भी कहा जाता है।

Definition of Impact Test

Impact Test वह Mechanical Test है जिसमें एक Standard Notched Specimen पर अचानक Pendulum Hammer द्वारा Impact Load लगाया जाता है तथा Fracture होने से पहले Material द्वारा Absorb की गई Energy मापी जाती है।

Objective of Impact Test

• Material की Toughness ज्ञात करना।
• Impact Strength निर्धारित करना।
• Sudden Load के प्रति Resistance ज्ञात करना।
• Brittle तथा Ductile Materials की तुलना करना।
• Heat Treatment की गुणवत्ता जाँचना।
• Engineering Materials का चयन करना।
• Machine Components की Reliability निर्धारित करना।

Principle of Impact Test

Impact Test का सिद्धांत Energy Conservation पर आधारित होता है। Pendulum Hammer को निश्चित Height तक उठाया जाता है। छोड़ने पर Hammer Potential Energy को Kinetic Energy में परिवर्तित करता है तथा Specimen पर Impact करता है।

Impact के बाद Hammer कम ऊँचाई तक वापस जाता है। प्रारम्भिक तथा अंतिम Height के अंतर से Material द्वारा Absorb की गई Energy ज्ञात की जाती है।

Impact Energy = Initial Energy − Remaining Energy

Importance of Impact Test

• Engineering Materials की Toughness निर्धारित करता है।
• Material Selection में सहायता करता है।
• Machine Failure को कम करता है।
• Quality Control में उपयोग किया जाता है।
• Heat Treatment के बाद Material की Quality जाँची जाती है।
• Low Temperature Behaviour का अध्ययन किया जाता है।
• Defence एवं Aerospace Industries में अत्यंत महत्वपूर्ण है।

Types of Impact Test

Izod Impact Test

Izod Test सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले Impact Tests में से एक है। इसमें Specimen को Vertical Position में मजबूती से Clamp किया जाता है। Notch Hammer की दिशा की ओर रहता है।

Construction

• Pendulum Hammer
• Specimen Holder
• Rigid Frame
• Energy Indicator
• Pointer Scale

Procedure

1. Standard Notched Specimen तैयार किया जाता है।
2. Specimen को Vertical Position में Clamp किया जाता है।
3. Pendulum Hammer को निर्धारित Height तक उठाया जाता है।
4. Hammer को Release किया जाता है।
5. Hammer Specimen पर Impact करता है।
6. Material द्वारा Absorb की गई Energy Scale पर पढ़ी जाती है।

Advantages of Izod Test

• Simple Construction
• Quick Testing
• Accurate Toughness Measurement
• Quality Control में उपयोगी
• Heat Treatment Evaluation के लिए उपयुक्त

Charpy Impact Test

Charpy Test में Specimen को Horizontal Position में Simply Supported रखा जाता है। Pendulum Hammer Specimen के मध्य भाग पर Impact करता है। यह Test Heavy Engineering तथा Structural Materials के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

Construction

• Pendulum Hammer
• Two Support Blocks
• Standard Notched Specimen
• Energy Indicator
• Graduated Scale

Procedure

1. Specimen को Horizontal Support पर रखा जाता है।
2. Notch को Hammer के विपरीत दिशा में रखा जाता है।
3. Pendulum को Release किया जाता है।
4. Specimen Fracture होने तक Impact दिया जाता है।
5. Absorbed Energy नोट की जाती है।

Difference Between Izod Test and Charpy Test

Impact Strength

Impact Strength किसी Material की वह क्षमता है जिसके द्वारा वह अचानक लगने वाले Shock या Dynamic Load के दौरान Fracture होने से पहले अधिकतम Energy Absorb कर सकता है। जितनी अधिक Absorbed Energy होगी, Material उतना ही अधिक Tough माना जाएगा।

Factors Affecting Impact Strength

• Material Composition
• Heat Treatment
• Temperature
• Grain Size
• Notch Geometry
• Loading Speed
• Manufacturing Process
• Presence of Internal Defects

Advantages of Impact Test

• Material की Toughness ज्ञात होती है।
• Shock Load सहन करने की क्षमता पता चलती है।
• Quality Control के लिए उपयोगी है।
• Heat Treatment की गुणवत्ता जाँचने में सहायता करता है।
• Brittle एवं Ductile Materials की तुलना की जा सकती है।
• Engineering Material Selection आसान हो जाता है।
• Machine Components की Reliability बढ़ती है।

Limitations of Impact Test

• Static Strength ज्ञात नहीं होती।
• Result Notch Size पर निर्भर करता है।
• Standard Specimen आवश्यक होता है।
• Testing Machine की Proper Calibration आवश्यक होती है।
• कुछ Materials के लिए Accuracy कम हो सकती है।

Applications of Impact Test

• Automobile Industry
• Railway Engineering
• Aerospace Engineering
• Ship Building Industry
• Pressure Vessel Manufacturing
• Steel Industry
• Machine Tool Manufacturing
• Heavy Engineering Industries
• Power Plant Equipment
• Defence Components

Industrial Importance

Impact Test का उपयोग उन सभी Engineering Components की Quality सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है जिन पर Service के दौरान Dynamic या Shock Loading कार्य करती है। Railway Axles, Crane Hooks, Gears, Aircraft Components तथा Structural Steel Members की Testing में इसका विशेष महत्व है।

Exam Oriented Important Questions

1. Impact Test क्या है? समझाइए।
2. Izod Impact Test का सिद्धांत एवं प्रक्रिया लिखिए।
3. Charpy Impact Test का वर्णन कीजिए।
4. Izod तथा Charpy Test में अंतर लिखिए।
5. Impact Strength क्या है?
6. Impact Test के लाभ एवं सीमाएँ लिखिए।
7. Impact Test का Engineering में महत्व समझाइए।
8. Impact Test के Applications लिखिए।

Viva Questions

1. Impact Test क्या है?
2. Impact Strength क्या होती है?
3. Izod Test में Specimen किस Position में लगाया जाता है?
4. Charpy Test में Specimen किस Position में रखा जाता है?
5. Pendulum Hammer का उपयोग क्यों किया जाता है?
6. Impact Test किस Property को मापता है?
7. Notch का क्या महत्व है?
8. Izod तथा Charpy Test में मुख्य अंतर क्या है?
9. Impact Load क्या होता है?
10. Impact Test किस Industry में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है?

Conclusion

Impact Test Mechanical Engineering की सबसे महत्वपूर्ण Material Testing Techniques में से एक है। यह किसी Material की Toughness तथा अचानक लगने वाले Shock Load को सहन करने की क्षमता निर्धारित करता है। Izod तथा Charpy Test दोनों Industry में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। Material Selection, Quality Control, Heat Treatment Evaluation तथा Structural Safety के लिए Impact Test अत्यंत आवश्यक है।