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棒鋼や線材の試験

棒鋼及び線材は断面積 240x320 mm² までの丸状あるいは角度をつけて成形した長状の製品であり、圧延や鍛造において様々な用途があります:ワイヤーロッド、自動車分野におけるコネクティングロッド、エネルギー分野のジェネレーターやタービンシャフトの初期製品;橋梁建設や造船あるいはタンク製造などの分野では最終製品。

必要とされる材料特性値は使用される用途によって様々です:構造材には高張性から成形・加工には延性まで。

引張試験 硬さ試験 疲労と破壊力学試験 鉄筋コンクリート 金属産業パンフレット

棒鋼や線材の引張試験

棒鋼や線材の引張試験は主に一般的に国際的に広くしられているISO6892-1 及びASTM E8 の規格に準拠して行われています。ISO 6892-1 はまたヨーロッパの規格 (EN ISO 6892-1) と一致しており、従ってヨーロッパユニオン (例えば、ドイツのDIN EN ISO 6892-1)でも適用されています。試験片は、製品形状や規格に従って製品からマシニングされ引張り試験用に用意します。製品の一部分も断面積が許容範囲内であればそのまま試験片として直接用いることができます。必要な荷重は2500kNを超えます。ツビックローエルのカスタムソリューションでは5000kNまで提供しています。このような場合、試験片のグリップとクランプには特別な要件が課されます。そのため、ツビックローエルは新しい試験片グリップを開発するだけでなく、不要なクランプ効果によって引き起こされる試験片の早期破損を防止する新しい技術も開発しています。

2009年以降、 ISO 6892-1及びASTM E8 によってひずみ速度で試験スピードを制御する事が規定されました。規格で要求されるひずみ速度制御の許容値 (特に閉ループひずみ速度制御) は、マクロ伸び計とレーザー伸び計の両方で簡単に満たすことができます。

金属引張試験
ISO 6892-1
行先 金属引張試験
金属引張試験
ASTM E8
行先 金属引張試験
高温下での金属の引張試験
ISO 6892-2
行先 高温下での金属の引張試験

棒鋼と線材の引張試験のソリューション

棒鋼と線材の引張試験では、必要な引張力は簡単に 2,500 kN を超えます。現在、ツビックローエルのカスタムソリューションでは5,000kNまで提供しています。これらの試験システムでは試験片グリップと掴みが重要なポイントです。そのため、ツビックローエルは新しい試験片グリップを開発するだけでなく、不要なクランプ効果によって引き起こされる試験片の早期破損を防止する新しい技術も開発しています。

ツビックローエルの平行締付油圧グリップ試験片をパーフェクトにクランプし、試験中の試験片のすべり等も無くポジションをしっかり保持出来ています。ほとんどのケースでは規格に沿ったひずみ測定を自動接触あるいはオプティカル(非接触)伸び計で行います。ツビックローエルのマクロ伸び計は棒鋼や線材の試験において古典的で実績のあるソリューションです。そのメカニカルデザインにより、高分解能と高精度を高い堅牢性と共に実現しました。堅牢なメカニカル構造により、試験片が破断するまでの連続的なひずみを測定できます。面倒な試験片のマーキングや後の試験片の手動測定を必要とせずに、破断時のひずみを自動的に決定できます。

レーザー伸び計は、棒鋼と線材試験片の規格要件 (ISO 6892-1ASTM E8、ISO 9513、および ASTM E83) を完全に満たし、試験片が破断するまでのひずみ測定のための当社の革新的なソリューションです。レーザー伸び計では、試験片へのマーキングは必要ありません;測定原理に基づいて、レーザー伸び計はレーザー光によって作成されたパターンをマーキングとして使用できます。”セルフマーキング”機能でオプティカルな評価を行っており、スケールやスケールの剥がれた状態でもマーキングを阻害する事はありません。

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棒鋼と線材の引張試験製品

棒鋼や線材の硬さ試験

棒鋼や線材には、表面の硬度や強度の大雑把な推定のために微少硬さ試験を行っています。微少な荷重や大きな荷重での試験には様々なメソッドがあります。ブリネル (DIN EN ISO 6506-1)、ロックウェルビッカース (DIN EN ISO 6507-1)、 ヌープ (DIN EN ISO 4545-1) がこれら中間製品に対する硬さ試験の重要なメソッドになります。重要なASTM 規格は ASTM E10 (ブリネル), ASTM E 384 (ビッカース及びヌープ) そしてASTM E18 (ロックウェル)です。加えて、その他の硬さ試験メソッドもある特定の分野で行われています(例えば、欧州規格 EN 2002-7 は航空機産業で使用)。

硬さ試験は比較的容易に行え、信頼性も高いため、頻繁に行われ他の特性値との相関関係が求められます。長い形状のものの場合、材料の硬化性は、焼き戻しおよび焼入れ試験 (ジョミニー試験 / ジョミニーエンドクエンチテストDIN EN ISO 642 / ASTM A255) 後のロッドに沿った硬度分布を確立することによって決定されることがよくあります。

ロックウェル硬さ試験用金属
ISO 6508 、ASTM E18
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ビッカース試験用の金属
ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
行先 ビッカース試験用の金属
ロックウェル硬さ試験用金属
ISO 6506 、ASTM E10
行先 ロックウェル硬さ試験用金属
ジョミニーエンドクエンチ試験 / ジョミニー試験 スチール
ISO 642 、ASTM A255
行先 ジョミニーエンドクエンチ試験 / ジョミニー試験 スチール

棒鋼と線材の硬さ試験

ツビックローエルの製品シリーズでは、全ての硬さ試験のメソッドおよび自動ジェミニー試験に対応した硬度計を提供しています。

ツビックローエルの製品ポートフォリオでは全ての試験メソッドの硬さ試験機を用意しています。硬さ試験機は全ての国際規格の要求を満たし、さらに国際規格に基づく校正も実施可能です。ツビックローエルはドイツの規格団体、DAkkSによって硬さ試験機の校正機関として認定を受けています。

硬さ試験の1つの側面はローリング後のアベレージグローバル硬さ値の検証及び測定です。ローリングは熱機械プロセスであり、厚さと幅を設定するだけでなく、機械的特性も決定します。高荷重による硬さ試験は表面粗さの平均値を測定するために利用されます。最適なメソッドはブリネルあるいはロックウェル方式です。棒鋼と線材の場合、現場でオリジナルパーツに使用できるポータブル硬度計を使用することは珍しくありません。

硬さ試験のもう1つの側面はマイクロコンポーネント分野において結晶粒構造を硬さ試験で評価する事です。金属組織が非常に小さいため、極めて小さな力の硬さ試験機が使われます-一般的に言えば、金属組織成分のサイズに応じて押込み力が調整できるタイプの硬さ試験機を使用します。

棒鋼と線材の硬さ試験に関する製品

棒鋼と線材の疲労試験と破壊力学試験

高サイクル疲労試験/S-N試験
DIN 50100の高サイクル疲労試験(S-N試験も含む)では、試験片に対して、低から中間のサイクル振幅が加えられ試験を行います。
行先 高サイクル疲労試験/S-N試験
低サイクル疲労 (LCF )試験
ISO 12106/ASTM E606に準拠した低サイクル疲労(LCF)試験では、高サイクル振幅と塑性変形で試験片を試験し、低サイクル疲労強度を決定します。
行先 低サイクル疲労 (LCF )試験
破壊力学:疲労き裂進展 da/dN しきい値
ASTM E647
行先 破壊力学:疲労き裂進展 da/dN しきい値
破壊力学:応力拡大係数 K1C
ASTM E399
行先 破壊力学:応力拡大係数 K1C

棒鋼や線材の疲労試験

輸送やエネルギー分野では特に製品やコンポーネントの安全性が重要になっています。疲労試験で決定される耐久性非常に高いサイクル疲労に関する材料特性は、材料の選択と部品の設計に安全性に関連する影響を与えることがよくあります。疲労試験は繰り返し荷重を試験片に加えることで行われます。ツビックローエルでは 1,000 kN までの負荷容量を標準として電磁共振タイプの疲労試験機を提供しています。最大のサーボ油圧試験機は、最大 5000 kN の荷重に耐えることができます。

  • 油圧サーボシステム
  • 電磁共鳴式疲労試験システムも対応
  • あらゆる試験に対応した試験片クランピング
  • ツビックローエルによってインハウスで開発・製造された制御測定テクノロジー

棒鋼や線材の捩り荷重下での疲労試験

棒鋼のねじりモーメント下での材料の挙動は試験分野では重要とされています。ツビックローエルでは試験片にトルク負荷をかけ、対応する材料特性値を測定するシステムを提供しています。さらに、多軸にて試験するシステムにも対応しています。荷重に替わって高いトルクを与える疲労試験用として、電磁共振タイプ(バイブロフォア)が、特殊冶具を用いて200Hzまでの高い周波数での試験に対応しています。電磁共鳴による疲労試験は、短時間・省エネ、したがって低コスト試験が可能となります。バイブロフォアを使用してテストする場合の利点は次のとおりです:

  • カスタムメードの冶具類
  • 短時間での疲労試験
  • 省エネルギー
  • 頻繁なメンテナンスは必要なし

棒鋼と線材の疲労試験に関する製品

鉄筋コンクリートの試験

コンクリートは一般的に高い圧縮強度を示しますが引張強度には弱い側面があるため、鉄筋等で補強されます。コンクリート補強用鉄筋は大抵直径約5 mmから60 mmで製造さます。細い径のものはさらに現地にてコンクリートを流し込む前にマットや格子状にして使用します。

これら異形棒鋼の試験は特に困難です、何故なら試験片をカットする以外には機械的に試験片へこれ以上手を加えることが出来ないためです。

鉄筋コンクリートの試験
ENISO 15630-1, ASTM E488, BS 4449
行先 鉄筋コンクリートの試験
溶接ファブリックおよび格子の試験
ISO 15630-2
行先 溶接ファブリックおよび格子の試験

コンクリート補強鋼の試験に関する製品

棒鋼や線材向けのその他の試験

ノッチシャルピー衝撃試験 金属
ISO 148-1
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金属 シャルピー、ノッチ衝撃試験
ASTM E23
行先 金属 シャルピー、ノッチ衝撃試験

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