Ga naar de inhoud van de pagina

DIN EN ISO 6892-1, ASTM E8 – Trektest op metaal bij kamertemperatuur

De DIN EN ISO 6892-1 norm voor het uitvoeren van trektests op metalen werd gepubliceerd in februari 2017. Hij normeert trektests bij kamertemperatuur en legt de mechanische eigenschappen vast.

Naam Type Grootte Download

Beschrijving van de testtaak / testmethode

De trektest is de belangrijkste en meest frequent gebruikte mechanisch-technologische test ter wereld, die de sterkte en rekeigenschappen bepaalt van metalen die van cruciaal belang zijn bij het ontwerp en de bouw van componenten, gebouwen, machines, voertuigen en andere zaken. 

De testopgave is het betrouwbaar en reproduceerbaar bepalen van karakteristieke waarden om internationaal te kunnen vergelijken. 

De uniaxiale trektest wordt gebruikt voor het bepalen van de karakteristieke waarden voor de vloeigrens of rekgrens, treksterkte en de rek bij breuk. Daarnaast worden ook de onderste vloeigrens, de vloeirek en de maximale kracht bepaald. 

Trektest op metaal, ISO 6892 en ASTM E8 - onderscheid gebaseerd op temperatuurbereik

Voor de trektest op metaal onderscheidt de norm vier temperatuurgebieden waarin trektests worden uitgevoerd: kamertemperatuur, verhoogde temperatuur, lage temperatuur en de temperatuur van vloeibaar helium. De verschillende temperatuurgebieden en het vloeibaar helium stellen zeer bijzondere eisen aan de testsystemen en de testmethode, inclusief de samplevoorbereiding. Daarom is de internationale ISO norm onderverdeeld in vier verschillende delen, elk voor één van de hierboven vermelde temperatuurgebieden:

  • ISO 6892-1 testmethode bij kamertemperatuur
  • ISO 6892-2 testmethode bij verhoogde temperatuur
  • ISO 6892-3 testmethode bij verlaagde temperatuur
  • ISO 6892-4 testmethode in vloeibaar helium

Naast deze internationaal erkende ISO normen, worden ook nationale normen zoals de Amerikaanse ASTM norm, de Europese EN norm, de Japanse JIS norm en de Chinese GB/T norm internationaal toegepast. Voor gespecialiseerde sectoren, bv. lucht- en ruimtevaart, zijn bijkomende specifieke normen van toepassing of nodig.

DIN EN ISO 6892-1, ASTM E8 trektest op metaal bij kamertemperatuur

De trektest op metaal is hoofdzakelijk gebaseerd op DIN EN ISO 6892-1 en ASTM E8. Beide normen leggen samplevorm en de manier van testen vast. Het doel van de normen is de testmethode zo te definiëren en vast te leggen dat, zelfs wanneer verschillende testsystemen worden gebruikt, de karakteristieke waarden reproduceerbaar en correct blijven. Dit betekent ook dat de eisen uit de norm belangrijke invloeden behandelen en over het algemeen vereisten formuleren op een manier zodat er genoeg ruimte is voor technische vooruitgang en innovatie.

Belangrijke karakteristieken uit de trektest op metaal zijn onder andere:

  • De vloeigrens; of beter de bovenste en onderste vloeigrens (ReH en ReL)
  • De proportionele rek; over het algemeen bepaald als rekgrens bij 0.2 % plastische rek.(Rp0.2).
  • De vloeirek: nauwkeurigere bepaling van de rekgrens met een extensometer, aangezien deze enkel gemeten kan worden met een extensometer (Ae)
  • De treksterkte (Rm)
  • De uniforme rek (Ag)
  • De rek bij breuk (A), waarbij de normatieve specificatie over de meetlengte bijzonder belangrijk is

De treksterkte bij verschillende hardingsniveau’s

Voor metalen met een uitgesproken vloeigrens wordt de maximale trekkracht gedefinieerd als de hoogste kracht voorbij de bovenste vloeigrens. De maximale trekkracht voorbij de vloeigrens kan ook onder de vloeigrens liggen bij matig koudverstevigde materialen, daarom is de treksterkte in dit geval lager dan de waarde van de bovenste vloeigrens.

De afbeelding toont een spanning/rekcurve met een hoge koudversteviging (1) en met een zeer lage koudversteviging (2) na de vloeigrens.

Voor kunststoffen met een vloeigrens en daaropvolgende spanning daarentegen komt de treksterkte overeen met de spanning bij bovenste vloeigrens.

Vloeigrens (ReH en ReL), rekgrens (Rp en Rt) en treksterkte (Rm)

Voor de bepaling van de rekgrens en de treksterkte is slechts één precieze krachtmeting nodig, terwijl het voor alle andere karakteristieken nodig is een (automatische) rekmeting met een extensometer uit te voeren tijdens de test, of een manuele rekmeting na het verwijderen van het sample.

Vereisten voor krachtmeting en meting van de verlenging

De belangrijkste en duidelijkst omschreven vereisten gaan over de krachtmeting en de meting van de verlenging van het sample onder invloed van de kracht.

  • Voor de krachtmeting verwijst de ISO 6892 reeks naar ISO 7500-1 over de kalibratie en verificatie van krachtmeetsystemen voor trek- en druktestmachines, meerbepaald is een Klasse 1 noodzakelijk.
  • Voor de rekmeting verwijst de ISO 6892 reeks naar ISO 9513 over de kalibratie van rekmeetsystemen voor gebruik in uniaxiale tests, en is een Klasse 1 nodig voor de bepaling van de rekgrens of een Klasse 2 voor andere karakteristieke waarden (met verlengingen groter dan 5%).

Het kalibratieproces, en in het bijzonder de resultaten en definities van de klassen, worden beschreven in de normen voor kracht- en verlengingsmeting. De laatste is cruciaal voor toepassingen in de praktijk. De maximaal toegestane afwijkingen en resoluties kunnen afgeleid worden uit de klassetoekenning van het gekalibreerde meetsysteem dat gebruikt wordt voor de bepaling van de meetonzekerheid van het meetsysteem.

  • ASTM E8 verwijst naar ASTM E74 voor de krachtmeting, en
  • naar ASTM E83 voor de verlengingsmeting.
  • De internationaal toegepaste normen zijn soms anders in de structuur van hun inhoud, maar op vlak van definities en vereisten stemmen ze overeen zodat de relevante karakteristieke waarden uit de trektest niet significant van elkaar afwijken.

Eén uitzondering van belang is de evaluatie, en daarmee de classificatie van de rekmeters. Terwijl ISO 9513 het heeft over de afwijking ten opzichte van de ingestelde waarde, vermeldt ASTM E83 daarnaast de verhouding met de initiële meetlengte. Een extensometer die bedoeld is voor kleine initiële meetlengten, moet nauwkeuriger meten dan een extensometer voor grotere initiële meetlengten. 

Karakteristieke waarden waarvoor een extensometer van ten minste Klasse 1 volgens ISO 9513 nodig is voor trektests op metaal, zijn: 

  • Initiële stijging van de spanning/rekcurve mE
  • Rekgrenzen Rp en Rt

Karakteristieke waarden waarvoor een extensometer van ten minste Klasse 2 volgens ISO 9513 nodig is voor trektests op metaal, zijn: 

  • Vloeirek Ae
  • Uniforme rek Ag en Agt, maar ook
  • Plateaugebied e rond de treksterkte Rm of maximale trekkracht Fm
  • Rek na breuk A en At

Invloed van de testsnelheid op de vloeigrens (ReH en ReL) en rekgrenzen (Rp en Rt)

Op de correcte bepaling van de vloeigrens (ReH en ReL) en de rekgrenzen (Rp en Rt), heeft naast een nauwkeurige kracht- en rekmeting, ook de testsnelheid een belangrijke invloed.

  • De karakteristieke waarden van metalen veranderen wanneer de reksnelheid waarmee de test wordt uitgevoerd, verandert.
  • Als vuistregel resulteren hogere reksnelheden in hogere sterktewaarden.
  • Afhankelijk van de legering en de productkwaliteit van het metaal, kan de afhankelijkheid van de reksnelheid zeer uitgesproken zijn, en kan het materiaal zelfs buiten de specificatiegrenzen vallen voor de kwaliteit in kwestie.
  • Dit fenomeen heeft in de internationale norm geleid tot de introductie van een bijkomende methode om de correcte testsnelheid te regelen, en deze specifieke reksnelheid met nauwere toleranties aan te houden.

Sinds 2009 hebben zowel de ISO als de ASTM deze zogenaamde reksnelheidssturing opgenomen in de norm voor trektests op metaal, om zo de betrouwbaarheid van de resultaten te verbeteren bij het bepalen van de vloeigrens en de rekgrenzen.

Beide normen, en daardoor ook bijkomende nationale normen zoals JIS Z2241 en GB/T 228, beschrijven twee manieren om deze reksnelheidssturing te implementeren:

  • Automatische sturing met behulp van een signaal van een rekmeter (closed loop) en
  • Alternatief manuele regeling door selectie van een traversesnelheid waarbij de reksnelheid voor het bepalen van de karakteristieke waarden klopt (open loop).

De eerste methode maakt gebruik van de moderne technische mogelijkheden van aandrijvingen om automatisch de traversesnelheid aan te passen aan de door de norm vooropgestelde reksnelheid. Hiervoor is een testsysteem met deze regelmodus nodig, maar vergemakkelijkt het uitvoeren van de test en voorkomt fouten bij het instellen van de traversesnelheid. Daarom wordt deze methode aanbevolen.

Testsnelheidsbereik volgens ISO 6892-1 en EN 10002-1:2001 tijdens de verschillende testfasen

Rek na breuk A en At

De rek bij breuk A of At is een maat voor de ductiliteit en voor de vloeieigenschappen van een materiaal.

De rek bij breuk At kan enkel bepaald worden met een extensometer die op het sample meet tot aan en voorbij het breukpunt, om de verlenging van het sample te meten. 

Rek bij breuk A werd vroeger manueel gemeten, maar kan vandaag de dag ook gemeten worden met een extensometer. Bij automatische metingen is het dus bijzonder belangrijk dat het punt waarbij het sample breekt (breukpunt) correct bepaald wordt.

Moderne algoritmen, die automatisch de spanning/rekcurve analyseren, verzekeren een betrouwbare bepaling van het breukpunt en dus nauwkeurige bepaling van de rek bij breuk. De breukpositie op het sample, meerbepaald in de parallelle lengte van het sample, is ook belangrijk bij de betrouwbare en nauwkeurige bepaling van de rek bij breuk. Als de breuk zich niet binnen de meetlengte van een contacterende extensometer bevindt, kunnen de plastische vervormingen die optreden ter hoogte van de insnoering en de breuk niet correct bepaald worden. Moderne evaluatie-algoritmen maken een inschatting van de breuklocatie ten opzichte van de meetpunten van de extensometer en maken nota van een onbetrouwbare waarde voor de rek bij breuk.

Met een optische, contactloze extensometer, die de volledige parallelle lengte van het sample registreert, kan de breuklocatie geregistreerd worden. Als de breuk optreedt buiten de initiële meetlengte, kan de rek bij breuk volgens ISO 6892-1:2017 Appendix I toch bepaald worden als een gepast aantal markeringen werd aangebracht en gemeten tijdens de test. De laserXtens Array en de videoXtens Array bieden een optionele oplossing voor deze taak. Met deze oplossingen kan de rek bij breuk automatisch bepaald worden op 100% van de samples.

De JIS Z2241 voorziet een classificatie van het breukpunt. Deze wordt normaal gezien manueel bepaald met een visuele test of met een afzonderlijke contactloze meting. Beide methoden vereisen personeel en tijd. Met moderne optische contactloze extensometers wordt deze taak automatisch uitgevoerd voor trektests: indicatie van de klasse (afhankelijk van het breukpunt A, B of C) maakt dan deel uit van de bepaalde en geregistreerde resultaten.

Video: Trektest op metaal ISO 6892-1/ASTM E8

Trektest op metaal volgens ISO 6892-1 Methode A1 en A2

testXpert III: Trektest op metaal volgens ISO 6892-1

De verschillende methoden uit ISO 6892 en ASTM E8 kunnen geselecteerd worden in het standaard testprogramma, testXpert III zorgt voor de rest. Alle relevante instellingen zijn handig vooraf ingesteld in testXpert III. Kijk zelf maar!

Trektests op metaal volgens ISO 6892 en ASTM E8

De norm voor trektests op metaal volgens ISO 6892 en ASTM E8 kreeg een update voor de closed-loop reksturing. Ook testXpert III levert voorbereide standaard testprogramma’s voor deze testmethode.

TENSTAND software validatie

100% betrouwbare testresultaten met validatie volgens ISO 6892-1/TENSTAND. 

De testresultaten die bepaald worden met de software volgens ISO 6892-1 kunnen geverifieerd en gevalideerd worden ten opzichte van een internationaal gecoördineerde dataset met bijhorende testresultaten. In een Europees onderzoeksproject met het acroniem TENSTAND werden ruwe meetgegevens gegenereerd en gekwalificeerd uit tests op metalen. De gegevens werden gebruikt voor het bepalen en kwalificeren van testresultaten en toleranties. Met de TENSTAND gegevenssets en resultatensets kan testsoftware snel en betrouwbaar geverifieerd worden door vergelijking van de resultaten. Het National Physical Laboratory (NPL) in London beschikt over deze gegevens en de sets resultaten.

  • Het National Physical Laboratory (NPL) is de Britse tegenhanger van het Duitse nationale instituut voor metrologie Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Het definieert de nationale normen die van toepassing zijn in de fysica en technologie. 
  • Hun verantwoordelijkheden zijn onder andere het bepalen van fundamentele en natuurlijke grootheden, representatie, bewaring en transfer van wettelijk eenheden van het International System of Units (SI), naast diensten zoals UKAS (United Kingdom Accreditation Service) kalibratielabo voor de gereguleerde sectoren.

Betrouwbare en reproduceerbare resultaten met TENSTAND en testXpert III

Verifieer uw testresultaten met TENSTAND softwarevalidatie

  • Laad TENSTAND ASCII ruwe datasets van het NPL in testXpert III
  • Bepaal de testresultaten uit deze ruwe datasets met behulp van testXpert III
  • Vergelijk de resultaten met de TENSTAND resultaten

Belangrijke veranderingen in DIN EN ISO 6892-1:2017

Wij zoeken en vinden de optimale testoplossing voor al uw vereisten.

Contacteer onze industrie-experts.

Wij kijken er naar uit u te adviseren.

 

Contacteer ons

Passende producten voor het uitvoeren van trektests op metaal volgens ISO 6892-1, ASTM E8

Top