ISO 6892-1: 金属の常温引張試験

引張試験は、世界中で最も重要で最も頻繁に使用される機械的試験であり、コンポーネント、商品、機械、車両、および建物の設計と建設において極めて重要な金属の特性値を決定するために使用されます。

この試験の目的は、材料の特性値を信頼性と再現性を持って決定し、国際的な比較可能性を実現することです。

一軸引張試験は、降伏点またはオフセット降伏、引張強度、および破断ひずみの特性値を決定するために使用される方法です。加えて、下降伏点、降伏伸び、最大応力伸びを決定します。

金属の引張試験では、標準では4つの温度範囲（室温、高温、低温、液体ヘリウムの温度）で区別されており、それぞれの引張試験が実施されます。異なる温度範囲と液体ヘリウム媒体は、準備する試験片を含め、試験システムと試験方法に非常に明確な要件を課します。したがって、国際ISO規格は、4つの異なる部分に分かれており、それぞれが上記の温度範囲の1つに対応しています。

• ISO 6892-1 室温下での試験方法
• ISO 6892-2高温下での試験方法
• ISO 6892-3 低温下での試験方法
• ISO 6892-4 ヘリウム媒体での試験方法

これらの国際的に認められたISO規格に加えて、アメリカのASTM規格、ヨーロッパのEN規格、日本のJIS規格、中国のGB/T規格などの国内規格も国際的に適用されています。特殊なアプリケーション分野、例えば、航空宇宙分野では、追加の特定の規格が重要または必要になる場合があります。

降伏点と引張強度の決定には、正確な力の測定だけが必要です。しかし、その他の特性値を決定するには、試験中に伸び計を使用して（自動的に）ひずみを測定するか、試験片を取り外した後に手動でひずみを測定する必要があります。

最も重要で明確な要件は、力の測定および力が加えられた状態での試験片の伸びの測定に関してです。

• 力の測定については、ISO 6892規格シリーズはISO 7500-1「引張試験機及び圧縮試験機用力測定システムの校正及び検証」を参照し、最低でもクラス1を要求しています。
• 伸びの測定については、ISO 6892規格シリーズはISO 9513「単軸試験に使用される伸び計システムの校正」を参照し、オフセット耐力の決定には最低でもクラス1を要求しています。その他の特性値（伸びが5%を超える場合）の測定には、クラス2を適用できます。

校正プロセス、特に分類の結果と定義は、力測定と伸び測定の規格に記載されています。後者は、試験の実践に適用するために重要です。最大許容偏差および分解能は、校正された測定システムの所属を通じて導き出すことができ、測定システムの測定不確かさを決定するために使用する必要があります。

• ASTM E8 は力測定用の ASTM E4 を参照します。
• 伸びの測定についてはASTM E83に準拠しています。
• 国際的に適用される規格は、内容の構造が異なる場合がありますが、その定義と要件は準拠しているため、引張試験から得られた関連する特性値は互いに大きく逸脱しません。

注意すべき例外は、伸び計の評価と、それに伴う伸び計の分類です。では偏差の到達目標値について言及していますが、では初期標点間距離に対する比率も考慮しています。原標点距離が短い場合の伸び計は、原標点距離が長い場合よりも高い測定要件を満たす必要があります。

金属の引張試験に少なくとも精度1級からISO9513までの伸び計を使用する必要がある特性値は次のとおりです：

• 応力ひずみ曲線の初期勾配 mE
• オフセット降伏 Rp と Rt

金属の引張試験に少なくとも精度2級からISO9513までの伸び計を使用する必要がある特性値は次のとおりです：

• 降伏伸び Ae
• 一様伸び AgとAgtに加えて
• 引張強さRmまたは最大引張力Fm付近のプラトーレンジe
• 破断ひずみ A と At

降伏点（R_eHおよびR_eL）とオフセット耐力（R_pおよびR_t）を正しく決定するには、正確な力とひずみの測定に加えて、試験速度も重要です。この規格では、試験速度を設定するための2つの方法が区別されます：メソッドBでは、応力の増加によって制御され、メソッドAではひずみ速度によって制御されます。ひずみ速度またはひずみ速度が考慮されるメソッドAが推奨される理由は次の通りです：

• 金属材料は、試験が行われるひずみ速度が変化すると、その特性値が変化します。
• 原則として、ひずみ速度が高いほど引張強さが高くなります。
• 金属材料の合金と製品の品質によっては、ひずみ速度への依存が非常に大きくなり、対応する品質の仕様限界を超える場合があります。

ひずみ速度制御は、材料の降伏強度やオフセット耐力値を決定する際の試験結果の信頼性を大幅に向上させます。ISO 6892-1では、ひずみ速度を制御するための2つの方法が示されています：

• メソッドA1 - 伸び計信号を使用した自動ひずみ速度制御（クローズドループ）
• メソッドA2 - 正しい特性値の決定に必要なひずみ速度を達成するためのクロスヘッド速度の事前選択による手動調整（オープンループ）

最初の方法では、駆動コントローラーによって提供される最新の技術的機能を利用し、特に適応制御装置を使用して、クロスヘッド速度を規格で指定されたひずみ速度の許容範囲内に自動的に維持します。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、試験操作が大幅に簡素化され、クロスヘッド速度の設定エラーがなくなります。したがって、この制御方法が推奨されています。

ひずみ速度を正確に調整するために、当社のtestControl II電子システムは、伸び計の測定値を直接使用して試験機の速度を制御します。試験機の制御パラメータは自動的に計算され、リアルタイムで適応的に調整されます。このプロセスは、アダプティブコントロールによるクローズドループと呼ばれ、ツビックローエルの試験機で1 kHzで実行されます。これは、ひずみ速度に準拠するための標準要件を容易に満たします。

すべてが自動化されており、非常に単純に、オペレータは信頼性の高い結果を低散乱で生成するために多くの時間を節約できます。