ASTM A370 Metodo di prova standard e definizioni per le prove meccaniche dei prodotti in acciaio
ASTM A370 è una normativa collettiva completa e riconosciuta a livello internazionale che si occupa in generale di prove meccaniche di prodotti di acciaio ed è utilizzata in vari settori quali edilizia, ingegneria meccanica, automotive e aerospaziale. Garantisce che i prodotti in acciaio soddisfino gli elevati requisiti di resistenza, duttilità e sicurezza e fornisce una base affidabile per l'industria, la ricerca e la garanzia della qualità.
Al fine di determinare le proprietà dei materiali richieste in conformità con le specifiche del prodotto, ASTM A370 descrive vari metodi di prova quali la prova di trazione, la prova di flessione, la prova di durezza Brinell, Rockwell e prove di durezza portatili oltre alla prova di impatto Charpy. ASTM A370 si concentra principalmente sulle prove di trazione.
Il seguente contenuto illustra gli aspetti principali. Per eseguire test conformi a ASTM A370, tuttavia, è indispensabile acquistare la normativa completa.
Riferimenti della normativa Prova di trazione Prova di flessione Prova di durezza Prova di impatto Charpy Allegati FAQ Progetti del cliente
Riferimenti a norme aggiuntive in ASTM A370
ASTM A370 specifica i metodi di prova di base per le prove meccaniche dei prodotti in acciaio e fa riferimento ad altre norme di prova del catalogo delle normative ASTM. Occorre notare che gli "A-standard" nelle normative ASTM come ASTM A370 fanno riferimento ai materiali contenenti ferro e acciaio ("A" per "metalli ferrosi"). Invece gli E-standard come ASTM E8 generalmente fanno riferimento a metodi e procedure di prova ("E" indica "metodi e procedure di prova").
Le differenze tra ASTM A370 e i rispettivi standard ASTM specificati includono la geometria del provino.
Oltre alle norme ASTM pertinenti, nella tabella sono incluse anche le rispettive norme ISO rilevanti in combinazione con ASTM A370.
| Metodi di prova in ASTM A370 | Riferimento alla normativa ASTM | Controparte nella normativa ISO |
|---|---|---|
| Prove di trazione a temperature ambiente | ||
| Prova di flessione | ASTM E290 ASTM E190 | |
Durezza Rockwell Durezza Brinell Durezza Vickers | ||
| Prove di impatto Charpy |
Prova di trazione secondo ASTM A370
La prova di trazione è un metodo chiave per determinare le proprietà meccaniche dell'acciaio e di altri materiali. Un provino standardizzato viene testato con un carico di trazione crescente fino a rottura.
La prova di trazione secondo ASTM A370 determina le seguenti proprietà del materiale in particolare:
- Modulo di elasticità E: Grado di resistenza di un materiale fino a deformazione elastica
- Punto di snervamento Re e Rp0.2: Deformazione permanente del materiale o plastificazione.
- Carico di rottura Rm: Sollecitazione meccanica massima di trazione che può essere applicata al materiale. Inoltre, punto di massima forza.
I valori caratteristici più importanti che vengono determinati sono il punto di snervamento, la resistenza alla trazione e la deformazione a rottura. Questi valori forniscono informazioni sul comportamento del materiale sotto carico e sono determinanti per la scelta dei materiali in un'ampia gamma di applicazioni, come nel settore industriale automotive, nell'ingegneria meccanica o nel settore aerospaziale.
La prova di trazione a temperatura ambiente viene eseguita in conformità con normative standardizzate a livello internazionale quali ASTM E8 o ISO 6892-1. Il provino viene sottoposto a sollecitazione di trazione quasi statica mentre la forza e la deformazione vengono misurate continuamente. Il punto di snervamento indica il punto in cui il materiale inizia a deformarsi plasticamente, la resistenza alla trazione il carico massimo che può sopportare il materiale. La deformazione a rottura descrive la capacità del materiale di deformarsi plasticamente prima di rompersi.
Oltre a questi valori caratteristici a temperatura ambiente, la prova di trazione può essere eseguita anche in altre varianti, ad esempio a temperature elevate come in ASTM E21 o ISO 6892-2 per testare il comportamento dei materiali in specifiche aree di applicazione. Questi test sono fondamentali per garantire la qualità dei prodotti in acciaio e contribuiscono ad assicurare l'idoneità dei materiali per varie applicazioni industriali.
Le macchine di prova ZwickRoell funzionano con sistemi di carico elettromeccanici e consentono un controllo preciso della velocità di prova.
ASTM A370 Prova di trazione su provini e dimensioni
ASTM A370 specifica l'utilizzo di provini piatti o rotondi per la prova di trazione. Sotto è riportato un confronto delle dimensioni dei provini con ASTM E8. La tabella seguente mostra le dimensioni standardizzate dei provini piatti secondo la normativa ASTM A370. La normativa descrive tre tipi diversi di provini, diversi per spessore della lastra. Si tratta di provini piatti a trazione realizzati in lamiera ("tipo lamiera"), provini "tipo piatto" ricavati da piatti pesanti, tra gli altri, e "provini sottodimensionati".
Rispetto a ASTM E8, si può osservare che soltanto i provini sottodimensionati sono leggermente differenti nella larghezza del provino nel sistema metrico. ASTM E8 offre diverse altre geometrie di provini con lunghezze di calibro diverse che non sono menzionate in ASTM A370.
Nel complesso, si può affermare che la geometria dei provini secondo ASTM A370 e ASTM E8 (M) è molto simile per i provini piatti e rotondi nella prova di trazione. Tuttavia, esistono delle differenze, specialmente nel sistema metrico decimale, che devono essere prese in considerazione quando lo si utilizza.
Provini piatti
| Categoria | Spessore della lamiera | Tipo di misurazione | ASTM A370 | ASTM E8 |
|---|---|---|---|---|
| Provino di trazione piatto "tipo lamiera" | 1 in (max. 25 mm) | Base di misura (G) | 2.0 in (50 mm) | 2.0 in (50 mm) |
| Larghezza (W) | 0.5 in (12,5 mm) | 0.5 in (12,5 mm) | ||
| Provino piatto pesante "Tipo piatto I" | 3⁄16 in (min. 5 mm) | Base di misura (G) | 8.0 in (200 mm) | 8.0 in (200 mm) |
| Larghezza (W) | 1.5 in (40 mm) | 1.5 in (40 mm) | ||
| Provino piatto pesante "Tipo piatto II" | 3⁄16 in (min. 5 mm) | Base di misura (G) | 2.0 in (50 mm) | 2.0 in (50 mm) |
| Larghezza (W) | 1.5 in (40 mm) | 1.5 in (40 mm) | ||
| Provino più piccolo "Provino sottodimensionato" | 1⁄4 in (max. 6 mm) | Base di misura (G) | 1.0 in (25 mm) | 1.0 in (25 mm) |
| Larghezza (W) | 0.25 in (6.25 mm) | 0.25 in (6.0 mm) |
Provini tondi
ASTM A370 specifica anche le geometrie dei provini per i provini rotondi: La tabella seguente mostra le dimensioni standardizzate dei provini per provini circolari secondo ASTM A370. La normativa descrive vari tipi di provini che differiscono per raggio e diametro. Anche la lunghezza parallela ("lunghezza della sezione ridotta") varia. Le differenze esatte sono riportate nella tabella sottostante. Rispetto a ASTM E8, i valori differiscono principalmente nella loro conversione nel sistema metrico decimale, ma anche per quanto riguarda la base di misura. Ciò riguarda principalmente il provino standard 2 e il provino di piccole dimensioni 1.
| Categoria | Tipo di misurazione | ASTM A370 (in) | ASTM A370 (mm) | ASTM E8 (mm) |
|---|---|---|---|---|
| Provino standard "Provino standard 1" | Base di misura G | 2,0 | 50,0 | 50,0 |
| Raggio del filetto R | 3/8 | 10,0 | 10,0 | |
| Lunghezza parallela A (lunghezza della sezione ridotta) | 2,25 | 60,0 | 56,0 | |
| Provino standard "Provino standard 2" | Base di misura G | 1,4 | 35,0 | 36,0 |
| Raggio del filetto R | 0,25 | 6,0 | 8,0 | |
| Lunghezza parallela A (lunghezza della sezione ridotta) | 1,75 | 45,0 | 45,0 | |
| "Provino di piccole dimensioni 1" | Base di misura G | 1,0 | 25,0 | 24,0 |
| Raggio del filetto R | 3/16 | 5,0 | 6,0 | |
| Lunghezza parallela A (lunghezza della sezione ridotta) | 1,25 | 32,0 | 30,0 | |
| "Provino di piccole dimensioni 2" | Base di misura G | 0,64 | 16,0 | 16,0 |
| Raggio del filetto R | 5/32 | 4,0 | 4,0 | |
| Lunghezza parallela A (lunghezza della sezione ridotta) | 0,75 | 20,0 | 20,0 |
Morse per provini ed estensimetri per prove di trazione secondo ASTM A370
La misurazione precisa e il fissaggio stabile dei provini sono fondamentali per l'esecuzione di prove di trazione in conformità con ASTM A370. Le nostre morse per provini appositamente sviluppate garantiscono un fissaggio sicuro e affidabile dei provini di acciaio, creando condizioni di prova realistiche. Ciò garantisce che il provino rimanga stabile durante tutta la prova senza influire sulle proprietà meccaniche.
In aggiunta, i nostri ad alta precisioneextensometers assicurano una misurazione precisa della deformazione e consentono di determinare valori caratteristici importanti quali il limite di snervamento, il modulo di elasticità e la deformazione a rottura. Gli estensimetro senza contatto in particolare registrano anche le deformazioni più piccole con la massima accuratezza.
Grazie a soluzioni innovative, garantiamo che i vostri test soddisfino i più elevati standard e forniscano risultati precisi e riproducibili. Ciò contribuisce in modo significativo alla garanzia della qualità e alla corretta valutazione delle proprietà dei materiali dei prodotti in acciaio.
Prova di flessione secondo ASTM A370
La prova di flessione è un metodo collaudato per valutare la duttilità dell'acciaio e dei metalli. Il provino viene piegato ad un angolo definito attorno ad un diametro interno specifico. La prova dipende da fattori quali l'angolo di flessione, la sezione trasversale, la composizione chimica, la resistenza alla trazione e la durezza dell'acciaio.
I metodi di prova si basano sulle normative ASTM E190 ed E290. La prova viene solitamente eseguita a temperatura ambiente, per cui la velocità di flessione, se sufficientemente lenta (quasi statica), non ha un ruolo significativo.
Altre normative per le prove di flessione sono ISO 7438 e ISO 8491.
Le nostre moderne macchine di prova ZwickRoell e i rigorosi controlli di qualità ci consentono di fornire risultati affidabili e conformi alle normative per i vostri prodotti in acciaio.
Prova di durezza secondo ASTM A370
La prova di durezza misura generalmente la resistenza dei materiali alla penetrazione da parte di un corpo geometrico e funge da metodo relativamente semplice e veloce per stimare la resistenza di un materiale. La prova di durezza serve anche da approssimazione della resistenza alla trazione poiché esiste una correlazione. Questa relazione è stata studiata in modo particolarmente approfondito per gli acciai e consente di stimare la resistenza alla trazione qualora non sia possibile eseguire una prova di trazione diretta. ASTM A370 si riferisce specificatamente al collaudo dell'acciaio.
A seconda dei requisiti specifici, vengono utilizzati diversi metodi di prova per la durezza in ASTM A370:
- Rockwell (secondo ASTM E18): Ideale per acciai temprati, misurazione relativamente veloce
- Brinell (secondo ASTM E10): Adatto per metalli morbidi e medio-duri, impronte più grandi
- Durometri portatili – flessibile per pezzi grandi o non spostabili
I risultati dei test possono essere convertiti in altre scale di durezza o in una resistenza utilizzando tabelle di conversione. Nella documentazione, il valore di durezza misurato è specificato insieme alla sua scala, ad esempio 353 HBW o 38 HRC
Le macchine per prove materiali di durezza precise di ZwickRoell garantiscono misurazioni della durezza affidabili e conformi alle normative per vari prodotti in acciaio.
ASTM A370 prova di impatto Charpy
La prova di impatto Charpy (anche secondo ASTM E23) è un metodo di prova dinamico per determinare la duttilità di un materiale sottoposto a carico d'urto. Un provino intagliato viene sottoposto a un carico d'urto in un pendolo per prove di impatto. Le determinazioni della prova includono:
- L'energia assorbita dal provino – una misura della resistenza del materiale a carichi improvvisi e la classificazione tra fragile e duttile.
- La frattura per taglio percentuale – per valutare il tipo di frattura (fragile o duttile)
- L'espansione laterale sul lato dell'intaglio – una valutazione della deformazione del materiale
Il test di impatto Charpy su barra intagliata è descritto in dettaglio anche in ISO 148-1.
La prova di impatto su barra intagliata Izod, come descritta in ASTM E23, è solo brevemente menzionata in questo contesto nella normativa ASTM A370, ma non viene trattata in dettaglio. Non vi è alcuna spiegazione dettagliata del metodo di prova, della sua esecuzione o dei requisiti specifici da osservare.
Allegato 1: Prodotti in barre di acciaio
La garanzia di qualità di barre e aste viene effettuata utilizzando metodi di prova specifici che vanno oltre le specifiche generali. Le prove di trazione non sono richieste per le barre di acciaio con diametro inferiore a 13 mm, ma possono essere eseguite se necessario. Le prove di flessione vengono eseguite in modo diverso a seconda del processo di fabbricazione (laminazione a caldo o a freddo). Per eseguire la prova di durezza, potrebbe essere necessario rimuovere uno strato di materiale per garantire risultati accurati. Queste prove garantiscono che le barre di acciaio soddisfino gli elevati requisiti meccanici e che la loro qualità sia controllata in modo affidabile.
Allegato 2: Prodotti in acciaio tubolare
Le prove di tubi o tubazioni di acciaio includono una varietà di forme, tra cui profili rotondi, quadrati, rettangolari e speciali. La prova di trazione viene eseguita su sezioni complete di tubi, provini a strisce tagliati longitudinalmente e provini ad anello tagliati dalla parete del tubo.(prova di trazione su anello). I provini vengono caricati assialmente o radialmente per determinare le proprietà meccaniche quali la resistenza alla trazione, il punto di snervamento e la deformazione a rottura.
Le prove di durezza vengono eseguite all'interno o all'esterno dei tubi, nonché nella sezione trasversale. Per i tubi a pareti sottili viene utilizzata una forza di prova inferiore al fine di evitare deformazioni. Vengono eseguite ulteriori prove per determinare la duttilità, tra cui la prova di compressione su un provino ad anello (crush test), la prova di appiattimento, la prova di appiattimento inverso e la prova di frantumazione, la prova di bordatura, la prova di espansione e la prova di appiattimento del tubo, che simulano vari scenari. Inoltre, la prova di espansione dell'anello idraulico viene utilizzata per determinare la resistenza alla snervatura trasversale e garantire che i tubi soddisfino i requisiti meccanici necessari.
Allegato 3: Elementi di fissaggio in acciaio
Per il collaudo di elementi di fissaggio quali bulloni, viti e dadi, vengono eseguite prove di trazione in cui vengono verificati il carico minimo di rottura e il carico di prova. Se necessario, i bulloni possono essere accorciati a una lunghezza standard per l'utilizzo nel metodo di prova. Le prove di durezza su bulloni e dadi vengono eseguite utilizzando il metodo Brinell o Rockwell, a seconda delle dimensioni e delle specifiche. Per i dadi di grandi dimensioni viene eseguita una prova di durezza trasversale per garantire che gli elementi di fissaggio funzionino in modo affidabile anche sotto carichi estremi e soddisfino gli standard specificati.
Allegato 4: Prodotti in filo tondo di acciaio
Il collaudo dei prodotti in filo metallico comprende prove di trazione con afferraggi a cuneo o avvolgenti per allineare correttamente il provino. Il diametro del filo è misurato a 0,025 mm nei punti di rottura. La deformazione viene determinata misurando la distanza tra i punti di rottura. Per i prodotti in filo metallico con diametro pari o superiore a 2,5 mm viene eseguita anche una prova di durezza. I test di duttilità, come i test di avvolgimento e a spirale, aiutano a individuare i difetti dei materiali e garantiscono che i cavi continuino a funzionare in modo affidabile sotto carico.
Allegato 5: Prove di impatto Charpy
La prove di impatto Charpy e Izod sono utilizzate per studiare il comportamento dei metalli sotto carico d'urto, valutandone la fragilità e la duttilità sotto carico d'urto. Queste prove forniscono valori quantitativi che consentono un confronto tra diversi materiali e processi di produzione. La prova illustra a quale temperatura il materiale passa da duttile a fragile e aiuta quindi a selezionare i materiali per applicazioni specializzate. È necessario prestare particolare attenzione alle condizioni di prova corrette per gli acciai ad alta resistenza, poiché queste possono influenzare in modo significativo il risultato. Nonostante i limiti, queste prove sono strumenti importanti per la selezione dei materiali e il controllo della qualità.
SULL’AUTORE:
Dr. Harald Schmid
Global Industry Manager Metals | ZwickRoell GmbH & Co. KG
In qualità di Global Industry Manager, è responsabile della strategia industriale nel settore metallurgico, con particolare attenzione all'osservazione del mercato, all'ulteriore sviluppo di soluzioni di collaudo e al supporto alle vendite in ambito internazionale.
Vanta una notevole esperienza nel processo di standardizzazione ed è attivamente coinvolto in vari comitati, tra cui il comitato internazionale ISO ISO/TC 164 Mechanical Testing of Metals e gruppi di lavoro DIN nazionali quali NA 062-01-42 AA Prove di trazione e duttilità per metalli e NA 062-01-47 AA Prova di impatto per metalli e prove meccanico-tecnologiche su tubi metallici.
La sua carriera accademica è iniziata con una laurea in ingegneria meccanica (B.Sc. & M.Sc.) presso il Karlsruhe Institute of Technology (KIT). Dopo aver ricoperto incarichi internazionali nel settore dell'ingegneria meccanica, ha lavorato come assistente di ricerca presso l'Università Friedrich-Alexander di Erlangen-Norimberga, concentrandosi sulla caratterizzazione dei materiali e sulla formatura della lamiera. Ha dedicato il suo dottorato al tema dei processi di imbutitura profonda con bordi di imbutitura.
FAQ - ASTM A370
ASTM A370 descrive metodi di prova standardizzati per le prove meccaniche dei prodotti in acciaio, comprese le prove di trazione, flessione, durezza e impatto su barre intagliate per determinarne le proprietà meccaniche. Garantisce che i prodotti in acciaio soddisfino gli elevati requisiti di resistenza, forza e sicurezza e fornisce una base affidabile per l'industria, la ricerca e la garanzia della qualità.
La normativa ASTM A370 copre vari metodi di prova meccanica per i prodotti in acciaio, tra cui prove di trazione, flessione, durezza e impatto per determinarne le proprietà meccaniche. Al contrario, ASTM E8 si concentra esclusivamente sulla prova di trazione per i materiali metallici e specifica le condizioni di prova, le geometrie dei provini e i metodi di valutazione per la determinazione della resistenza alla trazione e del limite di snervamento.