ISO/TS 6892-5 小型試験片による金属の引張試験
ミニ引張試験は、小型引張試験または小型試験片による引張試験とも呼ばれ、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、特に材料の入手可能性、コンポーネントからの切出しが限られている高強度および超高強度材料の特性評価や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、小型試験片に対する金属引張試験の特定の要件と手順を定義する国際規格が初めて作成され、さまざまな業界でこの試験バリアントの重要性が高まっていることが認識されました。 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。
ミニ引張試験とは何ですか？どこで使用されますか？
ミニ引張試験とは、寸法が大幅に縮小された試験片に対して実行される引張試験です。通常、これらは、断面が小さく、ゲージ長さが短い平板または丸棒の試験片です。この方法により、材料の使用を最小限に抑えながら、引張強度、降伏点、破断時のひずみなどの機械的特性を決定することが可能になります。
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。
ミニ引張試験は、原則としてすべての金属材料に対して実行できますが、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。
- 添加剤の製造: 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: 小さな試験片を試験することにより、必要な試験荷重が軽減され、正確な測定が可能になります。
- 自動車産業におけるメガキャスティングおよびその他の部品:：シャーシやボディのダイキャスト部品の複雑な形状では、非常に小さな試験片形状のみを切出しできます。
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再現性のある試験を実施し、小型引張試験片を試験するため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。
ISO/TS 6892-5に準拠したミニ引張試験用のツビックローエルの試験ソリューション
標準 ISO/TS 6892-5:2025 および小型試験片の一般的な試験では、試験アレンジ、試験片グリップ、荷重測定、試験片の位置合わせ、およびひずみ測定に対して最も高い要求が課せられます。まさにここで、ツビックローエル の強みが活かされます。小型試験片の試験では、個々の試験要求事項に適合する単一試験ソリューションはありません。アプリケーション テクノロジー コンサルティングの弊社の専門家は、さまざまなテスト ソリューションからお客様に最適なテスト システムを構成し、再現性と信頼性の高いテスト結果を保証します。
個別相談をご希望の場合は、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。
広範囲の試験荷重レンジ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荷重の範囲にあることがよくあります。当社の zwickiLine 万能試験機は最大 5 kN まで対応可能で、通常十分です。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 – カスタマイズ可能で適応性が高い
ISO/TS 6892-5によれば、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から選択でき、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。弊社の専門家がお客様に詳細なアドバイスを提供し、お客様と一緒に最適な試験片グリップ ソリューションを開発します。
完璧なアライメント – 決定的な成功要因
試験の有効性には、試験片の正確な軸アライメントが不可欠です。アライメント テスト フィクスチャと正確に調整可能なセンタリング ストップに加えて、必要に応じて当社の専門家が試験片のアライメントをチェックできます。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。
小型スケールで最高の精度を実現する伸び計
特に標点環距離が短く、ひずみが少ない場合には、正確なひずみ測定が重要になります。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 などの高温範囲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、横方向の試験片の動きの補正、測定範囲の自動追跡により、破断時のひずみ、降伏点、弾性モジュール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) ) により、試験片の全長にわたる破壊挙動の詳細な分析が可能になり、研究開発に大きな利点をもたらします。
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、標点環距離 L0 が 5 mm 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。
高温下におけるマイクロ試験片の引張試験
ツビックローエルは、高温での小型およびマイクロ試験片の正確な特性評価のための説得力のある製品ポートフォリオを提供しています。
- laserXtens 1‑32 HP/TZ を使用すると、1.5 mm のゲージ長さから、常温および +2,000 °C までの高温で、EN ISO 9513 のクラス 0.5 の精度でミニ試験片を最大精度で測定できます。
- 高温炉、特に長さが短く、加熱ゾーンが 1、2、または 3 つある炉は、小型およびマイクロ試験片の試験に最適で、試験片に沿った正確な温度調節を保証します。
- アライメント治具と剛性の高い負荷装置により、最小の試験片や極端な温度条件でも、最適なテスト条件と信頼性が高く再現性のあるテスト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 videoXtens 1‑32 HP/TZ は、理想的な高温オプションを提供します。
高温試験用アクセサリに関する詳細情報
オプション：自動ミニ引張試験
特に信頼性の高いテスト結果を得るために、ミニ引張テストも自動化できます。ZwickRoell 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、試験片グリップに小型試験片を正確に固定します。手の温度や手の湿度などのオペレータの影響、および試験片グリップにおける小さな試験片の角度ずれたグリップなど、これらの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も正確に測定できるため、試験結果の再現性がさらに高まります。
全自動テストシステムを使用すると、効率が向上するだけでなく、オペレーターの安全性も大幅に向上します。ロボットによる試験片の挿入は、試験片を挟む際に発生する可能性のある指の挟み込みや押しつぶしなどの傷害からラボの作業員を効果的に保護します。
検査結果の追跡可能性と管理を向上させるために、検査後に残った標本を袋に詰めて保管することができます。これにより、試験結果をあらゆるフォローアップ調査に簡単かつ確実に割り当てることができるようになります。
自動ミニ引張試験のビデオ
このビデオでは、roboTest N を使用した自動ミニ引張試験を示します。2 台の AllroundLine 試験機を使用すると、システムの試験片スループットが向上します。
ISO 6892-5 に準拠した引張試験中の縦方向ひずみは、短いゲージ長さ用の特殊なレーザー伸び計を使用して光学的に測定されます。長さの測定値は、当社の testXpert試験ソフトウェアに逐次送信されます。
小型引張試験片 - 種類と寸法
ISO/TS 6892-5 では、小型平面試験片に対して 4 つの異なる試験片形状 (タイプ A ～ D) が規定されています。丸棒試験片の場合、3 つの異なる試験片形状 (タイプ P ～ R) が指定されます。タイプ D および P は、標点環距離に関して ISO 6892-1 の要件を満たしています。
ASTM E8/E8M は、Annex A1 で、小型平面試験片の 3 つの異なる試験片形状を明確に規定しています。さらに、ASTM E8/E8M のセクション 6 では、板金、厚板、大口径パイプなどのさまざまな金属製品用の追加の「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。
小型平板標本
| in mm (inch) | 標点環距離 L0 | 測定範囲bの幅 | 試験片の平行部の長さLc | 全長L | グリップ範囲Bの幅 |
|---|---|---|---|---|---|
| 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” | |||||
| 小型試験片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) |
| 小型試験片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) |
| 小型試験片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) |
小型丸棒試験片
| in mm (inch) | ゲージ長 L0 | 測定範囲bの直径 | 試験片の平行部の長さLc | 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) | |
* 標点環距離に関して ISO 6892-1 の要件を満たす
** 標準試験片に比例 (L0 4x 直径)
*** 標準試験片に比例 (L0 5x 直径)
著者について：
Dr. Harald Schmid
金属部門グローバルインダストリーマネージャー | ZwickRoell GmbH & Co. KG
グローバルインダストリーマネージャーとして、彼は金属分野の業界戦略を担当しており、市場観察、テスト ソリューションのさらなる開発、国際環境での販売サポートに重点を置いています。
彼は標準化作業において豊富な経験を有し、国際 ISO 委員会 ISO/TC 164 金属の機械的試験、NA 062-01-42 AA 金属の引張および延性試験、NA 062-01-47 AA 金属の衝撃試験、金属パイプの機械技術試験などのさまざまな委員会に積極的に参加しています。
彼の学歴は、カールスルーエ工科大学（KIT）で機械工学の学士号（学士および修士号）を取得したことから始まりました。機械工学分野で国際的な役職を歴任した後、フリードリヒ・アレクサンダー大学エアランゲン＝ニュルンベルク校で研究助手として勤務し、材料特性評価と板金成形を専門としました。博士号の取得にあたっては、絞りビードを用いた深絞り加工の研究に取り組みました。
ミニチュア標本を使用した興味深い顧客プロジェクト
- 30 mm
- 常温
- 1,400℃までの高温
- 引張、圧縮、曲げ試験
- 繰り返し試験
