DIN EN ISO 6892-1, ASTM E8 – 常温下での金属引張試験

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非常に重要な金属用途の強度とひずみの特性値を決定します。 

試験タスクは、特性値を確実かつ再現性よく決定し、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、標準は引張試験が実行される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、1つの正確な力測定のみが必要ですが、他のすべての特性については、試験中の伸び計による（自動）ひずみ測定、または試験片/試験片を取り除いた後の手動ひずみ測定が必要です。

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では、ISO 7500-1の張力および圧縮試験機の力測定システムの校正と検証を参照しており、少なくとも精度1級が必要です。
• 伸びの測定については、ISO6892は一軸試験で使用される伸び計システムのISO9513校正を参照しており、オフセット歩留まりの決定には最低でも精度1級が必要です；他の特性値の測定（5％を超える伸び）には精度2級を適用できます。

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。最大許容偏差と分解能は、測定システムの測定の不確かさの決定に使用する必要があり、校正済み測定システムのクラス所属を通じて導き出すことができます。

• ASTM E8は荷重測定に関してはASTM E74を参照し、
• 伸び測定に関してはASTM E83を参照しています。
• 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1つの例外は、評価であり、それとともに伸び計の分類です。ISO 9513は到達する設定値からの偏差を示していますが、ASTME83はさらに原標点距離に対する比率を考慮しています。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
• 破断後の伸びAとAt

降伏点（ReHおよびReL）とオフセット降伏（RpおよびRt）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。

• 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。
• この事実は、正しい試験速度を調整するための国際規格への追加の方法の導入につながり、そこでは、より厳しい公差で特定のひずみ速度を維持する必要があります。

2009年以降、ISOとASTMはどちらも、降伏点とオフセット降伏の決定における結果の信頼性を向上させるために、金属の引張試験の規格にいわゆるひずみ速度制御を採用しています。

両方の規格、およびJISZ2241やGB/T 228などの国内規格も、このひずみ速度制御の2つのタイプの実践を提案しています。

• 第一は、伸び計の信号による自動制御（クローズドループ）そして
• 二番目は、クロスヘッド速度の事前選択による手動調整、これにより、特性値を決定するための正しいひずみ速度が達成されます（オープンループ）。

最初の方法は、ドライブコントローラーが提供する最新のテクノロジーを使用して、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。