Ga naar de inhoud van de pagina

Bepaling van de r-waarde volgens ISO 10113

Bepaling van de verticale anisotropie (r-waarde) volgens ISO 10113

Naast de vloeigrens, treksterkte, plastische rek, rek bij breuk en de verstevigingsfactor (n-waarde), is de r-waarde, of beter de verticale anisotropie, een typische karakteristieke waarde in de trektest. Al deze waarden worden gebruikt voor de karakterisatie van metalen en worden bepaald in onderzoek & ontwikkeling, maar ook in het kader van kwaliteitscontrole en acceptatietests. De passende normen zijn ISO 10113, ASTM E517 en JIS Z2254.

Wat is de r-waarde volgens ISO 10113?

“De r-waarde is de “verhouding van de ware plastische rek in dwarsrichting tot de ware plastische rek in dikterichting” in een metalen sample onderworpen aan uniaxiale trekspanning (definitie uit DIN EN ISO 10113).

Om de r-waarde te berekenen hebben we dus een meting nodig van de ware plastische rek in breedte- en dikterichting tijdens de uniforme verlenging. Aangezien het echter veel makkelijker is de lengteverandering te meten dan de verandering in dikte, is de norm gebaseerd op het model van constant volume in het gebied tot aan de maximale kracht Ag (uniforme rek). Als we aannemen dat het volume constant blijft tot aan de plastische r-rek bij de maximale kracht Ag, kunnen we de verandering in dikte vervangen om de r-waarde te bepalen.

Betekenis van de r-waarde

Als de r-waarde 1 is, hebben we een isotropisch materiaal dat even veel vervormt in de breedte- als in de dikterichting. Als de waarde groter is dan 1, hebben we een grotere vervorming in breedterichting. Als de waarde kleiner is dan 1, hebben we een grotere vervorming in dikterichting.

Procedures en methoden volgens ISO 10113

De norm ISO 10113 definieert drie procedures en twee methoden voor de bepaling van de r-waarde.

Drie procedures: in de automatische procedure worden zowel de verlenging als de insnoering gemeten met een extensometer. Daarnaast bestaat een halfautomatische procedure waarbij enkel de verlenging gemeten wordt met een rekmeter, en de insnoering en vermindering in dikte manueel gemeten worden.

Bij de manuele en halfautomatische procedures wordt de r-waarde bepaald op een enkel punt. Hier wordt de r-waarde bepaald bij een bepaalde plastische uitrekking (bv. door bepaling van de waarde bij 2% en 5% plastische vervorming).

De automatische procedure biedt daarnaast de mogelijkheid regressie toe te passen, waarbij een volledig rekgebied in rekening gebracht wordt. De gegevens uit de ware plastische langsrek en ware plastische dwarsrek in een vastgelegd rekgebied worden gebruikt voor de bepaling van de helling.

De regressiemethode wordt aanbevolen aangezien ze betrouwbaardere r-waarden oplevert doordat het resultaat uitgemiddeld wordt over een volledig gebied en niet op een enkel punt (waar de bepaling gewoonlijk gebeurt bij 2 of 5% plastische rek).

Veranderingen in ISO 10113:Evaluatie van de volledige meetlengte

Tot 2020 werd de bepaling van de r-waarde volgens ISO 10113 enkel gebaseerd op de aanname dat een metaal geen tapsheid vertoont binnen de parallelle lengte tot aan de uniforme rek Ag.Daarom werd de breedte enkel bepaald in het midden van het sample en werd aangenomen dat deze waarde van toepassing was op de volledige meetlengte.In realiteit ontstaat tapsheid al tijdens de uniforme verlenging in meer of mindere mate, afhankelijk van het materiaal.Voor materialen met een r-waarde groter dan 1 is dit gedrag duidelijk meetbaar.Dit werd bevestigd in verschillende studies.

Dit betekent dat om meer realistische meetwaarden te bekomen, de r-waarde bepaald moet worden over de hele meetlengte, aangezien dan de tapsheid van het materiaal zo in rekening wordt gebracht.

Daarom is sinds augustus 2020 een aanpassing van kracht in de norm ISO 10113.

Verandering in de norm ISO 10113 (2020-08) voor betere reproduceerbaarheid van r-waarden

Sinds de uitgave van 2020, beveelt ISO 10113 (2020-08) het gebruik aan van “extensometers voor meting van de onmiddellijke insnoering die de insnoering op meerdere plaatsen kunnen meten, in het ideale geval gelijk verdeeld over de hele meetlengte.”

Met deze verandering in de norm zullen realistische resultaten gemeten worden en zal de reproduceerbaarheid verbeteren.Daarnaast is de methode makkelijker te begrijpen, aangezien hetzelfde samplevolume gebruikt wordt voor de insnoering en de verlenging.

Speciaal voor deze aanbeveling in de norm biedt ZwickRoell de videoXtens T-160 HPaan.Deze meet over 10 meetlijnen, gelijk verdeeld over de hele meetlengte.Dit produceert niet enkel realistische r-waarden volgens ISO 10113, maar ook precieze, nauwkeurige waarden aangezien hij speciaal voor deze tests werd ontwikkeld.

Voorbeelden van r-waarden van verschillende materialen volgens ISO 10113

Staal rm-waarde

r-waarde

Dieptrekstaal DC04 1,85 0,70
IF staal DC06 2,15 0,55
Isotropisch staal H250G1 1,05 0,00
TRIP staal TRIP700 0,85 -0,02
Tweefasig staal H300X 0,95 -0,10
Roestvrij staal X5CrNi18-10 1,00 -0,30
Aluminium AlMg5Mn (zacht) 0,66 -0,21
Aluminium AlSi1,2Mg0,4 (T4) 0,64 0,20
Koper Cu 0,80 - 0,95
Brons CuSn 1,00
Messing CuZn37 zacht 0,91 -0,03

Bepaling van r-waarden met de videoXtens T-160 HP

Bepaling van de r-waarde volgens ISO 10113 met de videoXtens T-160 HP

Meer over het testen van dunne plaat

Dunne plaat

Van trektests en hardheidsmetingen tot vervormbaarheidstests - ZwickRoell levert de juiste producten voor het testen van dun plaatmateriaal en strips.
naar Dunne plaat

Dikke plaat

ZwickRoell levert materiaaltestmachines voor verschillende tests op dik plaatmateriaal. Dit zijn onder andere trektests, buigtests en hardheidsmetingen.
naar Dikke plaat

Plaatmetaal en strips

Testen van plaatmetaal met ZwickRoell: ZwickRoell levert testsystemen voor trektests, buigtests en hardheidsmetingen - van manueel tot volledig geautomatiseerd.
naar Plaatmetaal en strips

Downloads voor ISO 10113

Naam Type Grootte Download
  • Productinformatie: videoXtens T-160 HP PDF 1 MB
Top