ASTM E8/ASTM E8M: Uji tarik pada logam
Pengujian tarik sesuai ASTM E8 / ASTM E8M merupakan metode pengujian utama untuk menentukan sifat mekanik material logam pada suhu ruang. Namun, dalam praktiknya, hasil pengujian sering kali tidak dapat direproduksi atau sulit dibandingkan. Hal ini biasanya disebabkan oleh detail pada pengaturan pengujian, pengendalian kecepatan, atau pengaruh operator. ZwickRoell membantu Anda mengendalikan sumber-sumber kesalahan tersebut secara sistematis—mulai dari pengukuran sampel hingga evaluasi yang sesuai dengan standar.
Sumber kesalahan yang umum prosedur pengujian dan peralatan uji Opsi otomatisasi FAQ tentang standar Meminta konsultasi
ASTM E8 / ASTM E8M – Poin-poin penting secara singkat
- ASTM E8 / ASTM E8M menjelaskan pengujian tarik uniaksial pada logam pada asuhu ruang untuk menentukan yield point dan offset yield, kekuatan tarik, elongation at break serta reduction of area sebagai dasar untuk perbandingan material, jaminan kualitas, dan sertifikasi.
- ASTM E8 (inch/pound) dan ASTM E8M (satuan SI) berbeda, di antaranya pada panjang ukur awal (initial gauge length) untuk spesimen bulat (4D vs. 5D)—yang merupakan salah satu penyebab umum hasil pengujian yang tidak dapat direproduksi.
- Penyebab utama variasi hasil sering kali bukan berasal dari mesin uji material itu sendiri, melainkan dari persiapan spesimen, penentuan luas penampang, pengukuran regangan, penyelarasan spesimen, pemilihan kecepatan pengujian, serta pengaruh operator.
- Terutama pada paduan yang sensitif terhadap laju regangan (strain-rate-sensitive alloys), metode pengendalian kecepatan pengujian yang berbeda (Metode A, B, atau C) dapat menghasilkan perbedaan hasil yang signifikan. Pemilihan metode yang tepat dan parameter pengujian yang konsisten sangat penting untuk memperoleh hasil pengujian yang dapat direproduksi.
- ASTM E8 merekomendasikan pengendalian laju regangan sesuai dengan Method B (closed loop) karena mampu mengurangi pengaruh sistem pengujian, penjepitan, dan kekakuan mesin secara signifikan, sehingga meningkatkan keandalan dan keterbandingan hasil pengujian.
- ZwickRoell menyediakan dukungan melalui teknologi pengujian yang terintegrasi dan proses yang terstandarisasi menggunakan software pengujian testXpert, mulai dari aplikasi sederhana hingga urutan pengujian otomatis, untuk mengurangi pengaruh operator serta melaksanakan pengujian ASTM E8 secara efisien, sesuai standar, dan dapat ditelusuri.
ASTM E8 dalam praktik: Sumber kesalahan yang umum dan pengaruhnya terhadap hasil pengujian
- Kualitas pengujian ditentukan sejak tahap persiapan spesimen. penyimpangan dari dimensi dan toleransi spesimen ditentukan dalam standar, pengerasan regangan (strain hardening) akibat proses pemotongan atau punching tanpa pasca-proses yang sesuai, serta kerusakan pada area pengukuran dapat mengubah perilaku material dan menghasilkan hasil pengujian yang tidak dapat direproduksi.
- Pengukuran luas penampang yang tidak akurat: Seluruh parameter tegangan didasarkan pada luas penampang awal spesimen. Kesalahan pengukuran sebesar 1% pada luas penampang awal akan langsung memengaruhi nilai kekuatan luluh, kekuatan tarik, dan parameter lainnya, sehingga dapat mengurangi validitas keseluruhan pengujian. Presisi sangat penting.
- Penyelarasan dan penjepitan spesimen Kualitas penerapan gaya merupakan faktor penting yang menentukan validitas pengujian. Bahkan sedikit ketidaksejajaran saat penjepitan, gaya penjepitan yang tidak merata, atau pemilihan rahang penjepit (jaw) yang tidak tepat dapat menyebabkan spesimen tergelincir atau patah di area penjepitan. Hal ini dapat mengakibatkan konsentrasi tegangan lokal pada area penjepitan, patah dini, atau meningkatnya variasi hasil, terutama pada spesimen miniatur atau subsize. Oleh karena itu, penjepitan yang dapat direproduksi dan memberikan tegangan seminimal mungkin melalui pemilihan specimen grip dan jaw insert yang tepat merupakan salah satu prasyarat terpenting untuk memperoleh hasil yang andal, khususnya pada metode pengujian A dan C.
- Pemilihan dan kalibrasi ekstensometer Pengukuran regangan yang presisi sangat penting untuk menentukan kekuatan luluh (yield strength) dan tegangan luluh offset (proof stress). Pengukuran manual setelah pengujian meningkatkan pengaruh operator. Gaya kontak yang tidak tepat, posisi yang kurang akurat, kalibrasi yang tidak memadai, atau penggunaan ekstensometer dengan kelas kalibrasi yang tidak sesuai standar dapat menyebabkan kesalahan sistematis dalam pengukuran regangan.
- Dalam praktiknya, elongation at break dan elongation after break seringkali tertukar dengan yang lain. Membandingkan atau salah menafsirkan parameter yang berbeda dapat menyebabkan evaluasi material dan keputusan pelulusan (release) yang keliru.
- Kecepatan pengujian yang tidak konsisten dan pemilihannya yang tepatMetode pengendalian A, B, atau C sering menunjukkan perbedaan hasil yang signifikan untuk kekuatan luluh dan tegangan luluh offset, terutama pada paduan yang sensitif terhadap perubahan laju regangan. Pemilihan metode yang tepat dan parameter pengujian yang konsisten harus disepakati dengan jelas antara pihak yang melakukan pengujian dan pihak yang mengevaluasi hasil.
- Pengaruh operator:Proses manual dalam penjepitan, pengukuran, dan evaluasi meningkatkan variasi hasil—terutama pada volume pengujian yang tinggi.
Perhatian yang cermat terhadap detail pada setiap tahapan tersebut membantu meminimalkan kesalahan dan meningkatkan kualitas data. Di sinilah solusi pengujian dari ZwickRoell berperan, memastikan bahwa setiap langkah penting dalam prosedur pengujian dilaksanakan secara andal, presisi, dan dapat direproduksi.
Ingin membuat pengujian ASTM E8 Anda lebih dapat direproduksi?
Pakar ZwickRoell di wilayah Anda siap membantu dalam memilih sistem pengujian, ekstensometer, specimen grip, dan tingkat otomatisasi yang paling sesuai dengan material, persyaratan standar, serta volume pengujian Anda.
Ajukan konsultasi tanpa kewajiban hari ini
Melakukan pengujian tarik sesuai ASTM E8 / ASTM E8M dengan ZwickRoell
Penjelasan rinci mengenai tahapan pengujian yang kritis dan solusi pengujian dari ZwickRoell:
Pengukuran cross-section Pemilihan load frame dan load cell Pemilihan spesimen grip Kecepatan pengujian dan metode pengendalian Pemilihan ekstensometer Opsi otomatisasi
Cara Kerja Pengujian
Pada pengujian tarik sesuai ASTM E8 / ASTM E8M, spesimen logam yang telah distandarisasi diberi beban uniaksial hingga patah. ASTM E8 menjelaskan persyaratan mengenai geometri spesimen, kecepatan pengujian, prosedur pengendalian, serta pengukuran regangan.
- Pengujian tarik diawali dengan pembuatan spesimen yang sesuai standar serta pengukuran luas penampang awal secara akurat.
- Selanjutnya, spesimen dijepit menggunakan grip yang sesuai dan disejajarkan pada posisi tengah.
- Selama pembebanan, gaya dan regangan diukur secara terus-menerus. Bergantung pada metode pengendalian yang dipilih, pengendalian dilakukan berdasarkan laju tegangan (Method A), laju regangan (Method B), atau kecepatan crosshead (Method C). Setelah titik luluh dan nilai tegangan luluh offset tercapai, kecepatan pengujian dapat ditingkatkan sesuai ketentuan standar.
- Pengujian ini menghasilkan nilai karakteristik seperti titik luluh, tegangan luluh offset, kekuatan tarik, perpanjangan saat putus (elongation at break), dan reduksi luas penampang (reduction of area). Untuk menentukan reduksi luas penampang, penampang pada lokasi patahan juga dapat diukur.
Pengukuran penampang
Untuk menentukan reduksi luas penampang, penampang pada lokasi patahan juga dapat diukur. Dengan sistem pengukuran CMU30 dan CMU80, luas penampang dapat diukur secara otomatis baik pada arah ketebalan maupun lebar dengan resolusi submikrometer dan akurasi yang sangat tinggi. Nilai hasil pengukuran langsung ditransfer ke software pengujian testXpert, sehingga menghilangkan kesalahan transfer data dan pengaruh operator.
Pemilihan load frame dan load cell
Pemilihan mesin uji sering kali hanya didasarkan pada kebutuhan rentang gaya maksimum yang diperlukan. Namun, dalam praktiknya, kombinasi yang tepat antara (universal testing machine), load cell, specimen grips/specimen mounts dan extensometers menentukan apakah pengujian dapat dilakukan secara efisien dan menghasilkan hasil yang dapat direproduksi. Oleh karena itu, proses pemilihannya dimulai dari perkiraan rentang gaya yang akan diterima oleh spesimen. Berdasarkan hal tersebut, dipilih load frame yang sesuai, grip yang tepat, serta load cell yang optimal.
Salah satu keunggulan konsep sistem pengujian modular dari ZwickRoell adalah hampir semua ekstensometer dapat dikombinasikan dengan hampir semua load frame. Hal ini memungkinkan sistem pengujian disesuaikan secara fleksibel dengan berbagai jenis material, geometri spesimen, dan persyaratan standar. Selain itu, seluruh load cell dikalibrasi hingga akurasi 0,2% dari gaya nominalnya. Sebagai contoh, load cell berkapasitas 100 kN tetap dapat melakukan pengukuran secara presisi meskipun beban pengujiannya hanya 200 N. Dengan demikian, spesimen berukuran kecil maupun besar dapat diuji pada mesin uji material yang sama sesuai standar tanpa mengurangi akurasi.
Penjepitan dan penyelarasan spesimen
Saat menjepit spesimen, penting untuk menghindari pembengkokan, tegangan awal (pre-stressing), dan tergelincirnya spesimen.
Untuk pengujian logam standar sesuai method A (stress speed), wedge grips merupakan pilihan yang praktis sekaligus solusi paling ekonomis dalam portofolio kami. Namun, untuk Method B sesuai ASTM E8/E8M, specimen grip dengan prinsip body-over-wedge atau parallel-closing specimen grips guna memperoleh hasil pengujian yang paling andal dan dapat direproduksi.
Melalui Applications test laboratory dan Xperience Center kami yang tersebar di berbagai negara, para ahli siap membantu Anda menemukan solusi yang tepat untuk kebutuhan pengujian spesifik Anda melalui konsultasi, demonstrasi di lokasi, maupun dukungan secara online.
Kecepatan pengujian dan pemilihan metode pengendalian
Kecepatan pengujian memiliki pengaruh langsung terhadap sifat material yang diperoleh dari hasil pengujian. Terutama pada material yang sensitif terhadap laju regangan, perbedaan kecepatan pengujian dapat menghasilkan nilai titik luluh, regangan, dan kekuatan yang berbeda. ASTM E8 / ASTM E8M menjelaskan tiga metode pengendalian berikut (informasi lebih lanjut mengenai metode pengendalian dan kesesuaiannya dapat dilihat pada bagian FAQs):
- Pengendalian laju tegangan (Method A)
- Pengendalian laju regangan (Method B)
- Pengendalian kecepatan crosshead (Method C)
Sistem pengujian ZwickRoell mendukung seluruh metode pengendalian yang dijelaskan dalam standar, sehingga memungkinkan pelaksanaan berbagai kebutuhan pengujian secara sesuai standar.
Untuk Method B, yang menjadi metode yang direkomendasikan dalam standar, sistem pengujian ZwickRoell memungkinkan pengendalian laju regangan secara presisi menggunakan sistem closed-loop. Dikombinasikan dengan ekstensometer optik maupun kontak, laju regangan aktual dipantau secara terus-menerus dan disesuaikan secara otomatis. Meskipun stadar memperbolehkan toleransi laju regangan yang relatif besar, yaitu +/- 20% (pada laju regangan 0,015 ± 0,006 in./in./min atau mm/mm/min sebagaimana ditentukan dalam ASTM E8), sistem ZwickRoell umumnya mampu akurasi 3% atau lebih baik. Hal ini meningkatkan reproduksibilitas hasil pengujian serta memastikan bahwa kecepatan pengujian yang dipilih tetap dipertahankan secara andal, bahkan pada material yang berbeda.
Dengan testXpert perangkat lunak pengujian kami, laju regangan selalu dapat dilacak.
- Garis merah (1) menunjukkan rentang toleransi yang ditentukan ASTM E8 (40% dari kecepatan yang ditetapkan).
- Garis putus-putus hijau menunjukkan kisaran toleransi yang lebih sempit sebesar 5%, yang merupakan tolok ukur yang digunakan oleh sistem pengujian ZwickRoell untuk berada di sisi yang aman jika terjadi kejadian yang tidak terduga. Kontrol laju regangan yang baik ditandai dengan (2) fluktuasi inlet yang rendah dan (3) kontrol kecepatan yang stabil. Persyaratan penting untuk ini adalah pengontrol adaptif.
Pemilihan ekstensometer
Pengukuran regangan merupakan salah satu faktor yang paling menentukan dalam pengujian tarik sesuai ASTM E8 / ASTM E8M. Standar ini memperbolehkan berbagai metode untuk menentukan perpanjangan, mulai dari pengukuran manual elongation at break setelah pengujian, penggunaan contact extensometers (clip-on extensometer atau makroXtens sensor arm extensometer) hingga optical extensometers (idealnya menggunakan solusi tanpa marking seperti videoXtens), yang merekam perpanjangan tanpa kontak selama seluruh proses pengujian.
- Penentuan elongation at break secara manual setelah pengujian memiliki pengaruh operator yang relatif tinggi. Bahkan penyimpangan kecil saat menyatukan kembali fragmen spesimen atau saat membaca gauge length dapat memengaruhi hasil.
- Ekstensometer kontak memberikan nilai perpanjangan yang presisi selama pengujian, tetapi harus diposisikan dengan benar oleh operator dan dapat menambah pekerjaan, terutama untuk spesimen yang sensitif atau berukuran kecil.
Solusi yang direkomendasikan oleh ZwickRoell adalah ekstensometer optik. Ekstensometer optik mendeteksi perpanjangan secara langsung pada spesimen tanpa kontak dan tanpa bergantung pada operator.
- Dengan demikian, gauge length dan posisi pengukuran selalu terdefinisi dengan jelas serta dapat direproduksi.
- Selain itu, ekstensometer optik mendukung pengendalian laju regangan sesuai Method B yang direkomendasikan oleh ASTM E8, karena perpanjangan direkam secara kontinu dengan tingkat presisi yang tinggi.
- Keunggulan lainnya adalah distribusi regangan dapat direkam di sepanjang seluruh spesimen. Dengan demikian, evaluasi tambahan masih dapat dilakukan bahkan setelah pengujian selesai. Dalam banyak kasus, penentuan elongation at break secara manual juga tidak lagi diperlukan, sehingga menghilangkan satu lagi potensi sumber kesalahan. Hal ini mengurangi pengaruh operator, meningkatkan reproduksibilitas hasil, dan menyederhanakan pekerjaan pengujian sehari-hari di laboratorium.
Video: Menguji ASTM E8 dengan ZwickRoell
Demonstrasi pengujian tarik pada material logam sesuai ASTM E8 dan ISO 6892-1:
- “Method B strain rate control closed loop” (corresponds to ISO 6892-1 Method A1) with ZwickRoell universal testing machine AllroundLine, contact extensometer makroXtens and non-contact extensometer videoXtens including specimen measurement and evaluation of the test results with testXpert
- "Method B strain rate control closed loop" (setara dengan ISO 6892-1 Method A2) menggunakan Proline universal testing machine dan clip-on extensometer
Opsi otomatisasi untuk ASTM E8
Mesin uji material modern saat ini telah mencapai tingkat akurasi yang sangat tinggi. Oleh karena itu, di banyak laboratorium, penyebab terbesar variasi hasil bukan lagi berasal dari mesin uji, melainkan dari pengaruh proses manual selama pelaksanaan pengujian. Bahkan penyimpangan kecil dalam identifikasi spesimen, penentuan luas penampang, penyelarasan spesimen, atau proses penjepitan dapat mengurangi reproduksibilitas hasil.
Proses yang terstandarisasi dan dapat direproduksi sangat penting, terutama ketika jumlah spesimen sangat banyak atau ketika data pengujian digunakan untuk pengendalian kualitas, pemantauan proses, maupun analisis berbasis AI. Sistem pengujian otomatis mengurangi faktor-faktor tersebut dan memastikan reproduksibilitas maksimum pada seluruh tahapan pengujian.
Apakah Anda sedang mempertimbangkan otomatisasi pengujian logam?
ZwickRoell menawarkan berbagai solusi otomatisasi - mulai dari spesimen mikro dan subsize sesuai ASTM E8, spesimen pelat logam standar, hingga sistem pengujian otomatis berkapasitas tinggi untuk pelat baja tebal dengan beban uji hingga 5 MN. Selain meningkatkan reproduksibilitas hasil, otomatisasi juga meningkatkan keselamatan kerja, khususnya saat menangani spesimen yang berat, serta mengurangi beban kerja personel laboratorium.
Pelajari lebih lanjut tentang opsi otomatisasi dalam pengujian logam Ajukan konsultasi tanpa kewajiban
ASTM E8 dengan software pengujian testXpert - pengujian yang efisien dan andal
Dengan testXpert, Anda meningkatkan efisiensi untuk pengujian ASTM E8. Dan testXpert memberikan hasil uji yang andal, fondasi untuk keputusan yang dapat Anda andalkan.
- Apa pun metode yang Anda pilih, seluruh parameter yang dipersyaratkan dalam ASTM E8 telah tersedia dalam program pengujian dengan kepatuhan 100% terhadap standar. Dalam layout yang sudah dikonfigurasikan sebelumnya, Anda melihat strain rate yang sesungguhnya dicapai dalam toleransi yang ditentukan oleh standar.
- Jangan habiskan waktu yang tidak perlu untuk melakukan pre-tes dan penghitungan manual untuk laju regangan berdasarkan ASTM E8. testXpert melakukan pengaturan otomatis untuk semua parameter kontrol. Posisi target dan nilai regangan didekati dengan akurasi yang tepat. Perubahan properti spesimen dikompensasi secara online.
- testXpert memastikan hasil pengujian yang dapat diulang melalui kondisi pengujian yang identik melalui konfigurasi mesin predefined.
- Untuk hasil pengujian yang dapat direproduksi, pengaruh operator dikurangi seminimal mungkin, misalnya melalui fitur manajemen pengguna kami.
perangkat lunak pengujian testXpert
Aplikasi umum ASTM E8 / ASTM E8M
ASTM E8 / ASTM E8M merupakan salah satu standar terpenting di dunia untuk karakterisasi material logam dan ditujukan bagi produsen, pengolah, pengguna, serta laboratorium pengujian yang memerlukan pengujian tarik logam pada suhu ruang secara terstandarisasi untuk keperluan kualifikasi material, pengendalian kualitas, sertifikasi, dan desain rekayasa:
- Kualifikasi material untuk paduan logam baru
- Pengendalian kualitas dalam produksi logam
- Pemeriksaan barang masuk (incoming goods inspection) pada produk setengah jadi
- Pengujian penerimaan (acceptance test) pada aplikasi kedirgantaraan
- Pengembangan material dan penelitian
- Pembuktian sifat mekanik untuk pelanggan dan lembaga sertifikasi
- Pengujian perbandingan antar batch atau proses produksi
- Pemantauan proses dalam produksi massal
Pertanyaan umum tentang ASTM E8
Tegasnya, standar ASTM ini mencakup dua standar, oleh karena itu ASTM E8 harus dibedakan dari ASTM E8M. Sementara ASTM E8 menggunakan acuan satuan inch dan pound, ASTM E8M menggunakan satuan SI. Oleh karena itu, nilai yang ditentukan dengan satu sistem satuan tidak persis sama dengan nilai yang ditentukan dengan sistem satuan lainnya. Namun dalam praktiknya, hal ini biasanya tidak menimbulkan masalah, karena tidak ada perubahan antar unit saat menentukan dan membandingkan nilai karakteristik.
Dalam konteks ini, penting untuk diperhatikan bahwa initial gauge length untuk spesimen bulat dalam penentuan regangan pada ASTM E8 dalah 4D (empat kali diameter spesimen bulat), sedangkan pada ASTM E8M adalah 5D (lima kali diameter spesimen bulat). Campuran atau kegagalan untuk mengamati perbedaan ini dapat menyebabkan nilai karakteristik yang tidak lagi dapat dibandingkan.
- Perbedaan metode pengujian dan definisi:Meskipun kedua standar menguji material yang sama, nilai karakteristik (misalnya perpanjangan atau titik luluh) didefinisikan dan dievaluasi dengan cara yang berbeda, sehingga reproduksibilitas secara langsung menjadi terbatas.
- Perbedaan kecepatan pengujian ISO 6892-1 menetapkan kecepatan pengujian secara lebih spesifik dan bergantung pada jenis material, sedangkan ASTM E8 memberikan toleransi yang lebih besar. Perbedaan ini dapat memberikan pengaruh yang terukur terhadap hasil pengujian.
- Perbedaan metode pengendalian dan penamaannya Penamaan metode pengendalian berbeda antara ISO dan ASTM. Sebagai contoh, closed-loop strain rate control disebut sebagai Method B pada ASTM E8, sedangkan pada ISO 6892-1 disebut Method A1. Perbedaan penamaan ini sering menimbulkan kebingungan.
- Perbedaan spesimen dan metode pengukuran:Meskipun geometri spesimen sebagian telah diharmonisasikan, masih terdapat perbedaan dalam dimensi, ketidakpastian pengukuran, serta metode pengukuran luas penampang.
- Perbedaan penentuan nilai regangan Penentuan uniform elongation dan elongation at break dilakukan dengan metode yang berbeda, sehingga menghasilkan nilai yang berbeda, terutama pada material yang ulet (ductile).
- Perbedaan definisi hasil Istilah seperti tensile strength (Rm vs. TS) maupun berbagai parameter regangan tidak sepenuhnya identik secara metodologis, meskipun terdengar serupa.
Ringkasan singkat ISO 6892-1 dan ASTM E8 pada dasarnya telah banyak diharmonisasikan, tetapi keduanya tidak identik. Bahkan perbedaan kecil dalam metodologi maupun evaluasi dapat menghasilkan perbedaan hasil pengujian yang signifikan.
Informasi lebih lanjut dapat ditemukan pada artikel blog kami mengenai ASTM E8 vs. ISO 6892-1 atau melalui rekaman webinar kami.
Singkatnya, perbedaannya adalah:
- Elongation at break
Merupakan perpanjangan yang terjadi tepat pada saat spesimen patah. Oleh karena itu, nilai ini direkam selama pengujian berlangsung, biasanya menggunakan ekstensometer atau sistem pengukuran optik. - Elongation after break
Merupakan perpanjangan yang ditentukan setelah spesimen patah dengan menyatukan kembali potongan-potongan spesimen yang patah, kemudian mengukur pertambahan gauge length secara manual atau menggunakan sistem optik.
Mengapa perbedaan ini penting?
Perbedaan ini penting dalam konteks ASTM E8 / E8M karena elongation after break lebih dipengaruhi oleh operator dan ketepatan pengukuran ulang secara manual, sedangkan elongation at break lebih bergantung pada sistem pengukuran yang digunakan selama pengujian. Oleh karena itu, kedua nilai tersebut tidak selalu identik, terutama apabila terjadi local necking, posisi patahan yang berbeda, kesalahan saat pengukuran ulang secara manual, atau penggunaan metode pengukuran yang berbeda.
Ada berbagai macam bentuk untuk spesimen tarik. ASTM E8 / E8M mencantumkan spesimen datar standar untuk pelat logam dan lembaran tipis, untuk produk tubular berdiameter besar, spesimen untuk specimen grip khusus, serta spesimen standar bundar. Standar ini juga menetapkan initial gauge length yang menjadi acuan seluruh nilai regangan. Dengan beberapa pengecualian, seluruh dimensi yang diperlukan untuk pembuatan spesimen telah ditentukan, atau setidaknya diberikan dimensi minimumnya (lihat Bagian 6 – Test Specimens pada ASTM E8/E8M-25).
Informasi penting disediakan untuk persiapan spesimen, yang dimaksudkan untuk memastikan bahwa proses pengambilan sampel dan persiapan spesimen berikutnya tidak mempengaruhi bahan, karena hal ini dapat mempengaruhi hasil uji tarik. Semua area yang mengalami pengerasan regangan melalui pemotongan atau pelubangan selama proses pemesinan spesimen harus diproses sesuai, jika berpengaruh pada properti spesimen. Produk dengan penampang melintang konstan (profile, bar, wire, dll.) dan spesimen cast (mis. besi cast, alloy nonferrous) dapat diuji tanpa pemrosesan.
Spesimen datar standar menurut ASTM E8/ E8M
| Specimen / material | Ketebalan lembaran | Jenis pengukuran | ASTM E8 | |
|---|---|---|---|---|
| Spesimen tarik datar "Sheet type"* untuk pelat logam (sheet metal), pelat (plates), kawat datar (flat wires), pita (tapes), material berbentuk persegi panjang (rectangles), dan profi | 0,13 mm hingga 19 mm (0,005 in. hingga 0.750 in.) | Panjang gauge G | 50 mm (2.0 in.) |  |
| Lebar (W) | 12,5 mm (0.5 in.) | |||
| Spesimen pelat tebal "Plate type" untuk pelat logam, profil, dan material datar. | Min. 5 mm (0,188 in.) | Panjang gauge G | 200 mm (8.0 in.) | |
| Lebar (W) | 40 mm (1.5 in.) | |||
| Spesimen terkecil "Spesimen subsize" | maks. 6 mm [0,250 in.] | Panjang gauge G | 25 mm (1.0 in.) | |
| Lebar (W) | 6,0 mm (0.25 in.) |
* untuk material dengan ketebalan hingga 0,15 mm (0,0059 in.), digunakan standar ASTM E345 dapat digunakan
* Spesimen tarik untuk pin loading juga dapat digunakan. Untuk menghindari terjadinya buckling saat menguji material yang tipis dan berkekuatan tinggi, pada beberapa kasus perlu digunakan stiffening plate di ujung rahang penjepit.(Lihat Gambar 8, Bagian 6.3 – Sheet Type Specimen, ASTM E8/E8M-25.)
Spesimen bulat standar menurut ASTM E8 dan ASTM E8M
| Spesimen | Jenis pengukuran | ASTM E8 (4x diameter) | ASTM E8M (5x diameter) | |
|---|---|---|---|---|
| Spesimen standar “Specimen 1” | Panjang gauge G | 50,0 mm (2,000 in.) | 62,5 mm (2,500 in.) |  |
| Diameter D | 12,5 mm (0,500 in.) | |||
| Fillet radius R min. | 10,0 mm (0,375 in.) | |||
| Panjang paralel A (panjang bagian yang dikurangi) | 56,0 mm (2,25 in.) | 75,0 mm (3,0 in.) | ||
| Spesimen berukuran kecil yang sebanding dengan spesimen standar | ||||
| “Specimen 2” | Panjang gauge G | 36,0 mm (1,400 in.) | 45,0 mm (1,750 in.) | |
| Fillet radius R min. | 8,0 mm (0,25 in.) | |||
| Diameter D | 9,0 mm (0,350 in.) | |||
| Panjang paralel A (panjang bagian yang dikurangi) | 45,0 mm (1,75 in.) | 54,0 mm (2,0 in.) | ||
| "Specimen 3” | Panjang gauge G | 24,0 mm (1,000 in.) | 30,0 mm (1,250 in.) | |
| Diameter D | 6,0 mm (0,250 in.) | |||
| Fillet radius R min. | 6,0 mm (0,188 in.) | |||
| Panjang paralel A (panjang bagian yang dikurangi) | 30,0 mm (1,25 in.) | 36,0 mm (1,4 in.) | ||
| "Specimen 4” | Panjang gauge G | 16,0 mm (0,640 in.) | 20,0 mm (0,800 in.) | |
| Diameter D | 4,0 mm (0,160 in.) | |||
| Fillet radius R min. | 4,0 mm (0,156 in.) | |||
| Panjang paralel A (panjang bagian yang dikurangi) | 20,0 mm (0,75 in.) | 24,0 mm (1,0 in.) | ||
| “Specimen 5” | Panjang gauge G | 10,0 mm (0,450 in.) | 12,5 mm (0,565 in.) | |
| Diameter D | 2,5 mm (0,113 in.) | |||
| Fillet radius R min. | 2,0 mm (0,094 in.) | |||
| Panjang paralel A (panjang bagian yang dikurangi) | 16,0 mm (0,625 in.) | 20,0 mm (0,75 in.) | ||
Fokus khusus adalah pada test speed. ASTM E8 dan ASTM E8M mendukung lima cara berbeda untuk menentukan kecepatan pengujian. Mereka ditunjuk sebagai
- Laju regangan spesimen (specimen strain rate)
- Laju tegangan spesimen (specimen stress rate)
- Kecepatan crosshead
- Waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan sebagian atau seluruh pengujian
- Kecepatan bebas crosshead (free-running crosshead speed), yaitu kecepatan pergerakan crosshead pada mesin uji saat tidak menerima beban
Untuk penentuan sifat luluh, yaitu kekuatan luluh, pemanjangan titik luluh, dan offset yield, secara umum semua nilai karakteristik yang terkait dengan perubahan perilaku material dari elastis menjadi plastis, penting untuk menentukan kontrol yang sesuai dari uji kecepatan. Karena dalam kasus bahan logam, nilai karakteristik ini dapat sangat bergantung pada kecepatan uji yang sebenarnya, dan karenanya kecepatan uji harus dipertahankan dalam toleransi yang ditentukan. ASTM E8 dan ASTM E8M memperhitungkan ini dengan tiga metode kontrol yang berbeda. Mereka ditetapkan sebagai Metode A, B dan C.
Metode kontrol B:
Metode yang disarankan | Metode kontrol C:
| Metode kontrol A:
|
|
|
|
Method C adalah berdasarkan constant speed pada crosshead.
- Kecepatan crosshead harus diatur dan dijaga konstan sehingga panjang paralel awal spesimen mengalami perpanjangan 0,015 ± 0,003 in./in./min atau mm/mm/min.
- Metode ini direkomendasikan jika material tidak mengalami deformasi terus menerus.
- Method C ditujukan untuk mesin yang tidak memiliki sistem kontrol digital atau sistem penggerak berkualitas tinggi, namun metode ini sudah tidak lagi dianggap sebagai teknologi terkini (state of the art).
Method A didasarkan pada laju peningkatan tegangan tarik selama pembebanan.
Hal yang paling penting adalah bahwa metode ini bukan merupakan pengujian dengan kontrol gaya (force-controlled test). Sebaliknya, mesin uji harus dioperasikan pada kecepatan crosshead atau aktuator yang konstan sehingga menghasilkan laju tegangan tertentu pada spesimen (misalnya 11 MPa/s Karena redaksi dalam standar terkadang kurang jelas, persyaratan ini sesekali disalahartikan. Secara khusus, sering kali diasumsikan secara keliru bahwa diperlukan pengendalian gaya. Padahal, penggunaan kontrol gaya dapat menghasilkan hasil pengujian yang sangat terdistorsi dan tidak dapat digunakan.
- Pada bagian elastisitas linier dari uji tarik, yaitu pada awal pengujian, laju penerapan tegangan harus antara 1,15 dan 11,5 MPa/detik (ini setara dengan 10.000 dan 100.000 psi/menit).
- Namun, dinyatakan dengan jelas dalam ASTM E8 dan ASTM E8M bahwa spesifikasi dan metode ini tidak menyiratkan bahwa peningkatan tegangan harus dipertahankan konstan hingga titik perilaku plastis atau bahwa kontrol loop tertutup dari peningkatan gaya dapat diterapkan di luar garis linier rentang elastis.
- Dalam praktiknya, Method A digunakan untuk logam standar dengan perilaku elastis yang relatif stabil, seperti baja struktural, baja yang di-quenched and tempered, maupun berbagai logam non-ferrous, ketika sistem pengujian berbasis kontrol regangan tidak tersedia. Namun, pengaturan yang benar memerlukan pengalaman serta pemahaman yang baik mengenai kekakuan sistem pengujian.
Method B didasarkan pada kontrol kecepatan regangan atau laju regangan (strain rate control) selama aplikasi beban.
- Mesin pengujian menjaga laju regangan loop tertutup konstan dengan menggunakan ekstensometer untuk terus memberikan nilai regangan yang digunakan untuk menghitung laju regangan yang tepat.
- Standar menentukan lstrain rate 0,015 ± 0,006 in./in./mnt atau mm/mm/mnt, yang sesuai dengan toleransi 40% saat mengatur laju regangan.
- Metode ini dianggap sebagai metode yang direkomendasikan untuk hampir semua material logam, terutama baja berkekuatan tinggi, paduan aluminium, paduan titanium, paduan berbasis nikel, serta material yang sensitif terhadap laju regangan.
Kontrol laju regangan meningkatkan keandalan hasil pengujian dan memastikan reproduktifitas. Nilai karakteristik bahan logam sangat tergantung pada laju regangan. Biasanya, semakin tinggi laju regangan, semakin tinggi nilai kekuatannya. Paduan dan fitur produk lainnya juga memengaruhi ketergantungan laju regangan.
Manfaat khusus diberikan oleh kontrol laju regangan loop tertutup yang menggunakan pengontrol adaptif untuk secara otomatis mempertahankan kecepatan regangan yang benar:
- Penghematan waktu: sistem secara otomatis menetapkan laju regangan yang benar, tanpa campur tangan pengguna.
- Cukup andal: ini juga menghilangkan kesalahan saat menyetel parameter
- Presisi: pengontrol adaptif mencegah overshooting laju regangan, menjaganya tetap konstan dan berada dalam kisaran toleransi sehingga laju regangan juga tetap berada dalam batas toleransi jika terjadi peristiwa yang tidak terduga.
Metode ini memerlukan sistem pengujian yang dilengkapi dengan teknologi kontrol, yang secara signifikan menyederhanakan operasi pengujian.
