ISO/TS 6892-5 小型試験片を用いた金属引張試験

最小限の材料使用量で高精度な材料試験を実現

ミニ引張試験（ミニチュア引張試験、またはミニチュア試験片を用いた引張試験とも呼ばれる）は、材料試験においてますます重要になっています。この方法は、特に材料の入手性、部品からの除去が限られている高強度材料や超高強度材料の特性評価、あるいは研究開発において大きな利点をもたらします。

ISO/TS 6892-5:2025（TS = 技術仕様）の発行により、ミニチュア試験片を用いた金属引張試験に関する具体的な要件と手順を規定した国際規格が初めて制定され、様々な産業におけるこの試験方法の重要性の高まりが認識されました。 ASTM E8/E8M-242024 年 5 月に更新されたもこの傾向を考慮しており、Annex A1では小型試験片の試験に特化しています。

アプリケーションチャレンジ標準試験片の結果の再現性試験片の種類と寸法

小型引張試験片の引張試験に関する当社の試験ポートフォリオの詳細については、以下をご覧ください。

試験機試験片グリップ伸び計 & DIC 高温自動化相談リクエスト顧客プロジェクト

ツビックローエルの短いクランプ長の油圧グリップを用いたTS/ISO 6892-5準拠のミニ引張試験のクローズアップ画像

ミニ引張試験とは？どこで使用されますか？

ミニ引張試験は、寸法が大幅に縮小された試験片に対して行われる引張試験です。通常、これらは断面が小さく、標点距離が短い平板状または円形の試験片です。この方法により、最小限の材料使用量で、引張強度、降伏点、破断ひずみなどの機械的特性を測定することができます。

ASTM E8 および ISO 6892-1 の標準平面引張試験片では、ゲージ長 (L₀) が 50.0 mm から 200.0 mm まで規定されていますが、ISO 6892-5 のミニチュア平面引張試験片の許容ゲージ長は 20 mm 未満、丸形試験片の場合は 15 mm 未満です。

ISOおよびASTMに準拠したミニチュア試験片形状の詳細

原則として、ミニ引張試験はあらゆる金属材料で実施できますが、特に以下の分野で使用されます。

研究＆開発: 新しい材料を開発する場合、利用できる材料の量が限られていることがよくあります。
アディティブマニュファクチャリング: 従来の引張試験用の試験片の製造には、時間がかかり、コストもかかります。
高強度材料: 小型試験片を用いた試験は、必要な試験荷重を低減し、高精度な測定を可能にします。
自動車産業における大型鋳物およびその他の部品: シャーシやボディのダイカスト部品は形状が複雑なため、非常に小型の試験片形状しか取り外すことができません。

小型平板試験片と丸板試験片の例

ISO 6892-5またはASTM E8 Annex1に準拠した小型引張試験の特殊要件

小型試験片は、サイズが小さくても、引張強度、降伏点、破断ひずみなどの機械的特性値を信頼性と再現性をもって測定できるように設計する必要があります。以下の点にご注意ください。

良好な再現性を確保するため、試験片形状は規格に準拠する必要があります。
試験片が小さいため、試験装置における試験片の正確な位置合わせが不可欠です。
試験速度とひずみの測定は高精度で行う必要があります。適切なセンサーアーム伸び計または光学式測定システムを使用する必要があります。
事前に信頼性の高い相関関係が確立されていない限り、標準試験片では結果を直接再現できません。

小型試験片と標準試験片の間では、結果の再現性はどの程度ですか？

ISO/TS 6892-5:2025の6ページ、セクション4「原理」では、小型試験片による試験結果はISO 6892-1の結果と直接再現できないことが明記されています。

これは以下のことを意味します：試験方法が類似していても、試験片の形状とスケール（寸法効果）の違いは、特に破断ひずみ（A、At）において、系統的な偏差をもたらします。結晶粒径と塑性変形中の熱発生の影響も影響します。

一方、引張強度（Rm）と降伏点（Re）は、適切な形状と試験方法を用いることで、多くの場合非常に良好な再現性を示します。

ツビックローエル応用試験ラボのコンサルティングについては、Karin Hanakまでお問い合わせください。

信頼性の高い結果を得るために、ツビックローエルのアプリケーションテクノロジー試験ラボでは再現性の高い試験を実施し、お客様の小型引張試験片の試験システムの選択と構成についてもサポートいたします。

Karin Hanak - ツビックローエルのアプリケーションエンジニアリングおよびテストラボの責任者

お客様のご要望について喜んでご相談に応じます。

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ISO/TS 6892-5準拠の小型引張試験向けツビックローエル試験ソリューション

ISO/TS 6892-5:2025規格および小型試験片の試験では、試験配置、試験片グリップ、力測定、試験片アライメント、ひずみ測定において、最も高い要求が求められます。まさにここでツビックローエルの強みが発揮されます。小型試験片の試験において、個々の試験要件を満たす単一の試験ソリューションは存在しません。ツビックローエルのアプリケーション技術コンサルティングのエキスパートは、様々な試験ソリューションの中からお客様に最適な試験システムを構築し、再現性と信頼性の高い試験結果を保証します。

個別のご相談については、お気軽にお問い合わせください。コンタクトフォーム

次のテストソリューションが例として挙げられます。

材料試験機試験片のグリップとアライメント伸び計高温試験自動試験ソリューション

広範囲の力に対応する万能試験機

金属試験片に対する従来の試験では大きな試験荷重が必要ですが、小型試験片の最大試験荷重は低い力の範囲にあることがよくあります。通常、当社の zwickiLine 万能試験機は最大 5 kN まで対応可能で十分です。ツビックローエルの万能試験機（最大 250 kN の試験荷重に対応する実績のある AllroundLine など）は、低力範囲で非常に正確に校正されているため、5 kN 未満の小さな力でも正確に測定できます。これにより、既存のテストシステムで小型試験片をテストすることができ、ISO 7500-1 または ASTM E4 (クラス 1 以上) の規格に完全に準拠します。

柔軟な試験片ソリューション – カスタマイズと適応性

ISO/TS 6892-5によると、最小の試験片形状は標点間距離わずか5mmです。ツビックローエルは、お客様の個々のミニチュア試験片に最適なソリューションを提供する幅広い標準試験片グリップを提供しています。機械式、空圧式、油圧式のクランプ方式で、材料、試験片サイズ、ショルダー長さ、グリップ間の距離に合わせて調整可能です。当社の専門家が詳細なアドバイスを提供し、お客様に最適な試験片グリップソリューションを開発いたします。

お気軽にお問い合わせください

完璧なアライメント – 決定的な成功要因

試験片の正確な軸方向アライメントは、試験の妥当性にとって不可欠です。アライメント試験治具と精密に調整可能なセンタリングストップに加え、当社の専門スタッフが必要に応じて試験片のアライメントをチェックします。これは、当社のアプリケーション技術コンサルティングの中心的な要素です。

ISO/TS 6892-5準拠のミニ引張試験のクローズアップ画像（最大2.5 kNのスクリューグリップ付きミニ試験片用） — ミニ引張試験片用 2.5 kN スクリューグリップ

ISO 6892-5またはASTM E8 Annex A1準拠のミニ引張試験に適した、挿入補助具付き微小試験片用試験片グリップ 2.5 kN — 微小試験片用特殊試験片グリップ（Fmax 2.5 kN、挿入補助具付き）

ISO/TS 6892-5準拠のミニ引張試験片用アライメントツール LaserXtens Compact HP付き — アライメント治具：正しいアライメントは重要な要件です

zwickiLine、レーザー伸び計、スクリューグリップを装備し、最大2.5 kNのミニチュア試験片に対応しているミニチュア引張試験の正面図

zwickiLine万能試験機で、レーザー伸び計コンパクトHPとアライメント付きマイクログリップ（2.5 kN）を使用したISO 6892-5準拠のミニ引張試験

小型スケールで最高の精度を実現する伸び計

特に標点距離が短く、ひずみが小さい場合、正確なひずみ測定が不可欠です。ツビックローエルは、videoXtens 1-32 HP/TZなどの非接触光学システムを採用しています。これは、ISO 6892-2などの高温域での試験用に特別に設計されており、室温での小型試験片の試験にも適しています。高解像度、試験片の横方向移動補正、測定範囲の自動追跡により、破断ひずみ、降伏点、弾性係数の信頼性の高い結果が得られます。さらに、デジタル画像相関（DIC）機能により、試験片全長にわたる破壊挙動の詳細な解析が可能になり、研究開発において大きなメリットとなります。

ビデオ伸び計によるひずみ測定の代替として、makroXtensセンサーアーム伸び計は、標点距離L₀が5mm以上の特殊センサーを備えた小型試験片の引張試験に特に適しています。

マクロ伸び計 II

モジュール式センサーアーム伸び計は、アプリケーションに対して信頼性高く、正確な結果をもたらします

ビルディングブロックシステムに基づいて、マクロ伸び計は適切な試験アプリケーションと必要な操作の利便性に合わせて簡単に構成できます: 手動伸び計から完全に自動化された試験システムまで

行先マクロ伸び計 II

ビデオ伸び計 1-32 HP/TZ

全てのアプリケーション向け高温スペシャリスト

ビデオ伸び計 videoXtens 1-32 HP/TZは、最大1,400°Cのさまざまな環境条件での試験用に開発された非接触型高解像度伸び計です。

行先ビデオ伸び計 1-32 HP/TZ

2D デジタル画像相関法（DIC）

さらに詳しく

ビデオ伸び計の新しい2D DIC（Digital Image Correlation）オプションは、強力な分析ツールです。システムにソフトウェアプログラムを1つ追加するだけで、ビデオ伸び計とライブひずみ測定の可能性を広げてくれます。

行先 2D デジタル画像相関法（DIC）

高温下における微小試験片の引張試験：最高+1,200°Cの高温短炉とレーザー伸び計1-32HP/TZを備えたAllroundLine試験機内の微小試験片のクローズアップ画像

上から見た図：高温短炉（最高+1,200°C）でレーザー伸び計 1-32 HP/TZ を用いて金属のミニ引張試験を実施

高温炉、固定バー、ビデオ伸び計 1-32 HP/TZ、ツビックローエルカッパクリープ試験機を用いて微小試験片の高温引張試験を実施するための試験アレンジメントの詳細図

カッパクリープ試験機でビデオ伸び計 1-32 HP/TZ を用いて微小試験片の高温引張試験を実施するための試験アレンジメント

高温下における微小試験片の引張試験

ツビックローエルは、高温における微小試験片の正確な特性評価のための豊富な製品ポートフォリオを提供しています。

レーザー伸び計 1‑32 HP/TZ は、標点間距離1.5 mmから常温および+2,000 °Cまでの高温において、EN ISO 9513 の精度クラス0.5で微小試験片を最高精度で測定できます。
高温炉、特に炉長が短く、1、2、または3つの加熱ゾーンを備えた炉は、微小試験片および微小試験片の試験に最適で、試験片全体にわたって正確な温度制御を保証します。
アライメント治具と剛性の高いロードストリングにより、極小試験片や過酷な温度条件下でも、最適な試験条件と信頼性が高く再現性の高い試験結果が保証されます。
レーザー伸び計の代替として、非接触カメラベースの測定システムであるビデオ伸び計 1‑32 HP/TZ は、理想的な高温試験オプションを提供します。

高温試験用アクセサリーの詳細はこちら

高温試験用伸び計に関する詳細情報

レーザー伸び計

+2,000℃までの超高温でゲージマークなしで非接触かつ正確な測定ツビックローエルのレーザー伸び計を使用すれば、これらの要件は完全に満たされます。

行先レーザー伸び計

ビデオ伸び計 1-32 HP/TZ

全てのアプリケーション向け高温スペシャリスト

ビデオ伸び計 videoXtens 1-32 HP/TZは、最大1,400°Cのさまざまな環境条件での試験用に開発された非接触型高解像度伸び計です。

行先ビデオ伸び計 1-32 HP/TZ

オプション：ミニ自動引張試験

特に信頼性の高い試験結果を得るために、ミニ引張試験も自動化できます。ツビックローエルのroboTest N試験システムでは、ロボットが試験片をハンドリングし、試験片グリップに正確に固定します。オペレータの手の温度や湿度、さらには試験片グリップへの小さな試験片の角度や不適切なグリップといった影響は、ロボットによって完全に排除されます。レーザー断面測定装置は、小型試験片の厚さと幅を正確に測定できるため、試験結果の再現性がさらに向上します。

自動試験システムの使用は、効率性を向上させるだけでなく、作業者の安全性も大幅に向上させます。ロボットによる試験片挿入は、試験片をクランプする際に発生する可能性のある指の挟み込みや潰れなどの怪我から、実験室の作業員を効果的に保護します。

試験結果のトレーサビリティと管理を向上させるため、試験後の試験片の残余物は袋詰めすることができます。これにより、試験結果を後続調査に容易にかつ確実に割り当てることができます。

小型引張試験片 - 種類と寸法

ISO/TS 6892-5は、小型平板試験片について4種類の試験片形状（タイプA～D）を規定しています。丸棒試験片については、3種類の試験片形状（タイプP～R）が規定されています。タイプDとタイプPは、標点間距離に関するISO 6892-1の要件を満たしています。

ASTM E8/E8Mは、Annex A1において、小型平板試験片について3種類の試験片形状を明示的に規定しています。さらに、ASTM E8/E8Mのセクション6では、板金、厚板、大口径パイプなど、様々な金属製品用の「サブサイズ試験片」および「小型試験片」の丸棒試験片が示されています。

小型平板試験片

単位：mm（インチ）	標点間距離 L₀	測定範囲 b における幅	試験片平行部における長さ L_c	全長 L	掴み範囲 B における幅
ISO/TS 6892-5
タイプA	5	1.25	7.5	23	4
タイプB	10	2	12	32	6
タイプC	10	2.5	15	35	6.5
タイプD*	20.5	5	28	70	12
ASTM E8/E8M「Annex A1」
ミニチュア試験片3（6）	2+0.1 (0.1+0.01)	1±0.02 (0.04+0.001)	2.6±0.1 (0.13±0.01)	8 (0.3)	4 (0.2)
ミニチュア試験片2（5）	4+0.2 (0.16+0.01)	1±0.02 (0.04+0.001)	4.5±0.2 (0.17±0.01)	15 (0.6)	3 (0.1)
ミニチュア試験片1（4）	8.5+0.5 (0.34+0.02)	1.5±0.02 (0.06+0.001)	10±0.2 (0.39±0.01)	25 (1)	4 (0.2)
ASTM E8 "サブサイズ試験片"	25 (1.0)	6 (0.25)	32 (1.25)	100 (4)	10 (0.375)

小型丸型試験片

単位：mm（インチ）	標点間距離 L₀	測定範囲bの直径	試験片平行部における長さ L_c	全長 L
ISO/TS 6892-5
タイプP*	15	3	18	32
タイプQ	12.5	2.5	15	29
タイプR	10.5	2	12	26
ASTM E8 小型試験片**
試験片3	24±0.1 (1±0.005)	6±0.1 (0.25±0.005)	30 (1.25)
試験片4	16±0.1 (0.64±0.005)	4±0.1 (0.16±0.003)	20 (0.75)
試験片5	10±0.1 (0.45±0.005)	2.5±0.1 (0.113±0.002)	16 (0625)
ASTM E8M 小型試験片***
試験片4	20±0.1 (0.8±0.005)	4±0.1 (0.16±0.003)	24 (1)
試験片5	12.5±0.1 (0.565±0.005)	2.5±0.1 (0.113±0.002)	20 (0.75)