ASTM E8 | ASTM E8M 金属材料の引張試験の標準試験法
ASTM E8/ASTME8M規格は、室温下における金属の一軸引張試験と、降伏強さ、オフセット耐力、オフセット耐力伸び、引張強さ、破断時ひずみ、面積減少などの特性値の決定について記載しています。
特性値によって材料の強度と靭性の評価が可能となります。
ASTM E8 vs. ASTM E8M 試験片と試験片寸法 動画 / 試験の実行 試験速度 & 制御メソッド ひずみ速度制御 試験システム 関連規格 FAQ
ASTM E8とASTM E8Mの相違点
厳密に言えば、この ASTM 規格には 2 つの規格が含まれているため、ASTM E8 は ASTM E8M と区別する必要があります。ASTM E8ではインチとポンドの測定単位が使用されますが、ASTM E8Mでは SI 単位が使用されます。これは、ある単位系で決定された特性値が、他の単位系で決定された特性値と正確に等しくないという事実につながります。ただし、実際には、特性値を決定および比較する際に単位間に変化がないため、これは通常問題になりません。
ただし、これに関連して、ASTM E8でひずみを決定するための原標点距離は 4D、つまり丸い試験片の直径の 4 倍を指し、ASTM E8Mでは 5D、つまり 丸い試験片の直径の 5 倍を指すことに注意することが重要です。この違いを取り違えたり観察し損ねたりすると、もはや比較できない特性値につながる可能性があります。
ASTM E8 および ASTM E8M では、試験機と試験片グリップの種類について詳しく説明し、試験片グリップの適切な使用に関するガイダンスを提供しています。
ASTM E8 試験片と寸法
試験片の準備に関して大事な情報が提供されており、その狙いはマシーンプロセスとその後の試験の準備が材料に影響を与えないようにすることです。この点は結局、引張試験の結果に影響を与える可能性があるためです。
引張試験片には、さまざまな形状があります。ASTM E8/ASTM E8M は、シートメタルおよび薄いシートメタルの平板試験片、チューブ、特別な試験片グリップ、その他の金属製品の標準的な丸棒試験片をリスト化し、ひずみ値の参照となる原標点距離を指定しています。いくつかの例外を除いて、試験片の準備に必要なすべての寸法が指定されているか、最小寸法が示されています。
試験片形状 と 試験片マシーン の両方とも、ASTM E8 試験規格に定められています。試験片は、材料特性に影響を与えないように準備する必要があります。試験片の機械加工プロセス中に切断または打ち抜きによってひずみ硬化されたすべての領域は、試験片の特性に影響を与える場合、それに応じて処理する必要があります。
一定の断面積を持つ製品（プロファイル、棒材、ワイヤーなど）および鋳造試験片（鋳鉄、非鉄合金など）は、加工せずに試験を実施出来ます。ASTM E8 に準拠した好ましい試験片の形状は、平らな試験片 (ショルダーエンド) および丸い試験片です。
ASTM E8 試験速度 と制御方法
特に注目すべきは試験速度です。ASTM E8およびASTM E8Mは、テスト速度を指定する 5 つの異なる方法をサポートしています。次のように指定されています
- (a) 試験片のひずみ速度,
- (b) 試験片応力率,
- (c) クロスヘッドスピード,
- (d) 試験の一部または全部を完了するための経過時間、そして
- (e) フリークロスヘッド速度（無負荷下の試験機のクロスヘッドの移動速度）。
いわゆる降伏特性、つまり降伏強さ、降伏点伸び、およびオフセット耐力を決定するには、一般に、弾性から塑性への材料挙動の変化に関連するすべての特性値では、試験速度の適切な制御を定義することが重要です。金属材料の場合、これらの特性値は実際のテスト速度に大きく依存する可能性があるため、テスト速度は指定された許容範囲内に維持する必要があります。ASTM E8 および ASTM E8M では、3 つの異なる制御方法でこれを考慮しています。これらは、メソッド A、B、および C として指定されています。
製品規格または特殊用途の規格で他の値が指定されていない限り、3つの方法のすべての数値が使用されます。
降伏強度とオフセット耐力の決定が完了している (または決定する必要がない) 場合、試験片の伸びが 5% を超えると予想される場合は、試験速度を 0.05 ～ 0.5 in./in./ 分 (または mm/mm/分*))に上げることができます。この仕様は、測定伸び計の初期ゲージ長または試験片の初期平行長のいずれかを指します。したがって、試験速度はひずみ速度として示されます。この試験速度では、引張試験の他のすべての特性値はASTM E8/ASTM E8Mに従って決定されます。
testXpert を使用すると試験ソフトウェア、ひずみ速度は常にトレーサブルになります。
- 赤い線 (1) は、ASTM E8定義 で定義された公差範囲 (設定速度の40%) を示しています。
- 緑の破線は5%の狭い許容範囲を表しており、これはツビックローエルの試験システムが不測の事態が発生した場合に安全側にあるために使用するベンチマークです。良好なひずみ速度制御は、(2) 入口の変動が少ないこと、および (3) 安定した速度制御によって特徴付けられます。このための重要な要件は、アダプティブコントローラーです。
なぜクローズドループひずみ速度制御が推奨されるのか？
ひずみ速度制御により、試験結果の信頼性が向上し、再現性が確保されます。金属材料の特性値は、ひずみ速度に大きく依存します。通常、ひずみ速度が高いほど、強度値は高くなります。合金やその他の製品の特徴も、ひずみ速度依存性に影響を与えます。
適切なひずみ速度を自動的に維持するためにアダプティブコントローラが使用されるクローズドループひずみ速度制御によって、特別な利点が提供されます。
- 時間の節約: ユーザーの介入なしに、システムが自動的に正しい歪み速度を設定します。
- シンプルな信頼性: これにより、パラメータ設定時のエラーも排除されます
- 精度：アダプティブコントローラーはひずみ速度のオーバーシュートを防ぎ、不測の事態が発生した場合でもひずみ速度が許容範囲内に留まるように、ひずみ速度を一定に保ち、許容範囲内に十分に保ちます。
この方法では、制御技術を備えた試験システムが必要ですが、テスト操作が大幅に簡素化されます。
ASTM E8 testXpert 試験ソフトウェア – 効率的で信頼できる試験
testXpertを使用すれば ASTM E8試験の効率 を向上させることができます。そして、testXpertは信頼性の高い試験結果を提供し、信頼できる意思決定の基盤となります。
- 選択したメソッドに関係なく、ASTM E8 で指定されたすべてのパラメータが 100% 規格に準拠した試験プログラムに含まれています。事前に設定されたレイアウトでは、規格で指定された許容範囲内の正確なひずみ速度が表示されます。
- ASTM E8に準拠したひずみ速度のプレ試験や手動計算に不必要な時間を費やす必要はありません。 testXpert は、すべての制御パラメータの自動設定を引き受けます。ターゲット位置やひずみ値は、ピンポイントの精度でアプローチされます。試験片の特性の変化はオンラインで補正されます。
- testXpertは、事前に定義された機械構成を介して同一の試験条件を通じて繰り返し可能な試験結果を確保します。
- 再現性の高い試験結果を得るために、操作者の影響を最小限に抑えます。 例えば、ユーザー管理機能を通じて実現できます。
