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DIN EN ISO 6892-1 - Ensaio de tração em metal a temperatura ambiente

A norma DIN EN ISO 6892-1 para o ensaio de tração em metais foi publicada em fevereiro de 2017.Ela padroniza o ensaio de tração em metal ou aço a temperatura ambiente e define os valores característicos mecânicos.

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Descrição da tarefa de ensaio / método de ensaio

O ensaio de tração é mundialmente o ensaio mecânico-tecnológico mais importante e mais frequente que determina para as aplicações de metais os valores característicos de resistência e deformação os quais são de importância decisiva para o projeto e a construção de componentes, objetos de uso, máquinas, veículos e edificações.

A tarefa de ensaio é determinar os valores característicos do material de forma segura e reprodutível e alcançar a comparabilidade internacional.

O ensaio de tração de um eixo (uniaxial) é o método para determinar os valores característicos para limite de escoamento ou limite de elasticidade, resistência à tração e deformação de ruptura.Adicionalmente são determinados o limite de escoamento inferior, a deformação do limite de escoamento e deformações sob força máxima.

Ensaio de tração em metal ISO 6892 - distinção por faixa de temperatura

No ensaio de tração em metal distinguem-se na normalização quatro faixas de temperatura nas quais os ensaios de tração são executados: a temperatura ambiente, a temperatura elevada, a temperatura baixa e a temperatura de hélio líquido.As diferentes faixas de temperatura e o agente de hélio líquido trazem requisitos totalmente diferentes quanto aos sistemas de ensaio e ao método de ensaio, inclusive às amostras a serem preparadas.Por esse motivo a norma internacional ISO é constituída por quatro partes diferentes as quais se referem às faixas de temperatura acima indicadas, respectivamente:

  • ISO 6892-1 Método de ensaio a temperatura ambiente
  • ISO 6892-2 Método de ensaio a temperatura elevada
  • ISO 6892-3 Método de ensaio a temperaturas baixas
  • ISO 6892-4 Método de ensaio em hélio líquido

Além destas normas ISO internacionalmente válidas também são aplicadas internacionalmente normas nacionais com a norma americana ASTM, a europeia EN, a japonesa JIS e a chinesa GB/T.Para campos de aplicação especiais, por ex. a indústria aeroespacial, outras normas específicas podem ser importantes e/ou necessárias.

DIN EN ISO 6892-1:Ensaio de tração em metal a temperatura ambiente

Para o ensaio de tração em metal e/ou materiais metálicos são tomadas como base principalmente as normas DIN EN ISO 6892-1 e a ASTM E 8.As duas normas definem as formas de amostras e seu ensaio.O objetivo das normas é descrever e definir o método de ensaio de modo que mesmo com a utilização de diferentes sistemas de ensaio os valores característicos a serem determinados continuam comparáveis e corretos.Isso também significa que os requisitos normativos abordam fatores de influência importantes e formulam reivindicações de forma geral de modo que permanece espaço de folga suficiente para realizações técnicas e inovações.

Importantes características do ensaio de tração em metal conforme ISO 6892-1 são:

  • O limite de escoamento; de forma mais precisa, os limites de escoamento superior e inferior (ReH e ReL)
  • O limite de elasticidade; geralmente determinado com 0,2 % de deformação plástica como “limite de escoamento substituto“ (Rp0.2)
  • A deformação do limite de escoamento; de forma mais precisa, a deformação de extensômetro do limite de escoamento, uma vez que ela somente pode ser determinada com o auxílio de um extensômetro (Ae)
  • A resistência à tração (Rm)
  • O alongamento uniforme (Ag)
  • A deformação de ruptura (A), sendo que as definições normativas em relação ao comprimento de medição são de importância decisiva

A resistência à tração com diferente solidificação do material

Para materiais metálicos com limite de escoamento característico a resistência à tração (força de tração máxima) é definida como força máxima alcançada após o limite de escoamento superior .A força de tração máxima após exceder o limite de escoamento pode estar no caso de materiais de solidificação fraca também abaixo do limite de escoamento, ou seja, a resistência à tração nesse caso é inferior ao valor para o limite superior de escoamento.

Na figura à o diagrama tensão-deformação representa uma curva de alta solidificação (1) e com solidificação muito baixa (2) após o limite de escoamento.

Po outro lado, para metal com ponto de escoamento e subsequente queda de tensão a resistência à tração corresponde à tensão no ponto de escoamento.

Limite de escoamento (ReH e ReL), limite de elasticidade (Rp e Rt) e resistência à tração (Rm)

Para a determinação do limite de escoamento e a resistência à tração somente é necessária a medição de força exata, enquanto para todas as demais características é necessária a medição de deformação (automática) com um extensômetro durante o ensaio ou uma medição de deformação manual após a retirada da amostra / restos da amostra.

Requisito quanto à medição de força e medição da alteração no comprimento

Portanto, os requisitos principais e inequivocamente descríveis se referem também à medição de força e à medição da alteração no comprimento da amostra sob a influência da força.

  • Para a medição de força a série ISO 6892 se refere ao ensaio e calibração ISO 7500-1 do sistema de medição de força de máquinas para ensaio de tração e de compressão e exige no mínimo a Classe 1.
  • Para a medição da alteração no comprimento a série ISO 6892 Serie se refere à calibração ISO 9513 de sistemas de medição de alteração no comprimento para o ensaio de carga uniaxial e exige para a determinação dos limites de elasticidade no mínimo a Classe 1; para a medição de outras características (com deformações superiores a 5%) a Classe 2 pode ser utilizada.

Nas normas para a medição de força e a medição de extensão são descritos os processos de calibração, mas principalmente também os resultados e as definições das classificações.Essas últimas são de importância decisiva para a aplicação na prática de ensaios.Por meio da classificação é possível deduzir para o sistema de medição calibrado as divergências máximas permitidas e as resoluções as quais devem ser utilizadas para a determinação da incerteza de medição do sistema de medição.

  • A ASTM E 8 se refere para a medição de força à norma ASTM E 74,
  • para a medição de extensão à norma ASTM E 83.
  • É certo que as normas internacionalmente aplicadas são às vezes diferentes quanto à estrutura de seu conteúdo, mas em suas definições e requisitos elas são compatíveis entre si de modo que as características relevantes do ensaio de tração não apresentam divergências significativas entre si.

Uma exceção a ser observada é a avaliação e, portanto, a classificação das pinças ou extensômetros.Enquanto a ISO 9513 se refere na divergência ao valor definido a ser alcançado, a ASTM E 83 considera adicionalmente também a relação com o comprimento de medição inicial.Um extensômetro previsto para pequenos comprimentos de medição iniciais deve atender a requisitos de tecnologia de medição maiores do que o para comprimentos de medição iniciais maiores.

Valores característicos para os quais no mínimo é necessária a utilização de um extensômetro da Classe 1 conforme ISOv 9513 no ensaio de tração em metal são:

  • Aumento inicial da curva tensão-deformação mE
  • Limites de elasticidade Rp e Rt

Valores característicos para os quais no mínimo é necessária a utilização de um extensômetro da Classe 2 conforme ISOv 9513 no ensaio de tração em metal são:

  • Deformação do limite de escoamento Ae
  • Deformações de medida uniforme Ag e Agt assim como
  • Área de platô e ao redor da resistência à tração Rm e/ou da força de tração máxima Fm
  • Deformações de ruptura A e At

Influência da velocidade de ensaio sobre os limites de escoamento (ReH e ReL) e limites de elasticidade (Rp e Rt)

Para a correta determinação de limites de escoamento (ReH e ReL) e limites de elasticidade (Rp e Rt) são decisivas além da força e medição de deformação exatas também as velocidades de ensaio :

  • Materiais metálicos mudam seus valores característicos quando as taxas de deformação ou as velocidades de deformação nas quais os ensaios são realizados sofrem modificações.
  • Normalmente taxas de deformação ou velocidades de deformação maiores resultam em valores maiores para as resistências.
  • Dependendo da liga e da qualidade do produto do material metálico a dependência da taxa de deformação ou da velocidade de deformação pode ser muito clara, ou seja, fora dos limites de especificação para qualidades correspondentes.
  • Este fato fez com que a normalização internacional tenha introduzido um método adicional para o ajuste da velocidade de ensaio correta na qual em todas as fases do ensaio a observância de taxas de deformação ou também de velocidades de deformação específicas em tolerâncias mais estreitas é exigida.

Desde 2009 a ISO e a ASTM incluíram igualmente a assim chamada regulagem de taxa de deformação ou também a regulagem da velocidade de deformação em sua norma para o ensaio de tração em metal com o objetivo de melhoria da segurança do resultado na determinação de limites de escoamento e limites de deformação.

Ambas as normas, e na sequência também outras normas nacionais, como por ex. a JIS Z 2241 e a GB/T 228, propuseram dois tipos de implementação da regulagem de taxa de deformação:

  • primeiramente, uma regulagem automática com utilização do sinal do extensômetro (malha fechada, "closed loop") e
  • em segundo lugar, o ajuste manual por meio de indicação da velocidade da travessa na qual então a taxa de deformação correta na determinação do valor característico será alcançada (malha de controle aberta, "open loop").

O primeiro método aproveita as possibilidades técnicas modernas de reguladores de acionamento para manter a velocidade da travessa automaticamente na faixa de tolerância indicada pela normalização para a taxa de deformação.Este método pressupõe um sistema de ensaio conciliado quanto à tecnologia de regulagem, mas simplifica significativamente a operação de ensaio e elimina erros de ajuste da velocidade da travessa.Portanto esse método de regulagem é recomendado.

Faixas de velocidade de ensaio conforme ISO 6892-1 nas diferentes fases de ensaio

Deformação de ruptura A ou At

A deformação de ruptura A ou At é uma medida para a ductilidade, ou seja, para fluidez ou conformabilidade de um material.

A deformação de ruptura At somente pode ser determinada com pinças (extensômetros) que podem permanecer na amostra até o momento da ruptura, inclusive, e medir a deformação da amostra.

A medição da deformação de ruptura A foi normalmente feita manualmente, enquanto atualmente ela também é feita com o auxílio de extensômetrosA determinação correta do ponto no qual a amostra quebra (ponto de ruptura) é, portanto, de importância decisiva na medição automática.

Algoritmos modernos que analisam a curva tensão-deformação automaticamente permitem a definição segura do ponto de ruptura e a determinação exata da deformação de ruptura.O local de ruptura ao longo da amostra, ou de forma mais precisa do comprimento paralelo da amostra, também é de importância para a determinação segura e exata da deformação de ruptura.Quando a ruptura ou a falha está fora do comprimento de medição de extensômetros de contato, a deformação plástica não pode ser determinada corretamente durante o estreitamento e a ocorrência da falha.Algoritmos de avaliação modernos fazem uma estimativa do local da falha e/ou da ruptura em relação aos pontos de medição do extensômetro e identificam um valor característico de deformação de ruptura não seguro.

Com extensômetros óticos sem contato os quais captam todo o comprimento paralelo da amostra é possível determinar a posição da ruptura ou da falha.Quando o local da ruptura está fora do comprimento de medição original, a determinação da deformação da ruptura pode ser feita mesmo assim em conformidade com a norma ISO 6892-1:2017 Anexo I quando marcações de medição em número correspondente foram consideradas e medidas durante o ensaio.O laserXtens Array e também o videoXtens Array podem resolver esta tarefa de forma opcional.Dessa forma as deformações de ruptura são automaticamente seguras e determináveis com precisão em 100% das amostras.

A JIS Z 2241 prevê a realização de uma classificação da posição de ruptura.Isso é normalmente feito de forma manual por meio de inspeção visual ou também por meio de medição separada sem contato.Ambos os métodos são trabalhosos quanto aos recursos humanos e ao tempo necessário.Com os extensômetros longitudinais e extensômetros transversais óticos modernos sem contato, essa tarefa pode ser automaticamente resolvida durante o ensaio de tração: a indicação da classe (dependendo da posição da ruptura A, B ou C) fará então parte dos resultados determinados e protocoláveis.

Vídeo:Ensaio de tração em metal ISO 6892 -1

Ensaio de tração em metal conforme a norma ISO 6892-1 Métodos A1 e A2

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testXpert III:Ensaio de tração em metal conforme ISO 6892-1

Os diferentes métodos das normas ISO 6892 e ASTM E8 podem ser selecionados no procedimento de ensaio padrão e o software de ensaios testXpert III cuidará do restante.Todos os ajustes relevantes já estão pré-configurados no testXpert III.Confira você mesmo!

Ensaio de tração em metal conforme ISO 6892

O ensaio de tração em metais conforme as normas ISO 6892 foi atualizado para incluir o controle por deformação no closed-loop.O software de ensaios testXpert III oferece programas de ensaio padrão preparados também para este método de ensaio.

TENSTAND Validação do software

Resultados de teste 100% confiáveis ​​com validação conforme ISO 6892-1 / TENSTAND

Os resultados de ensaio determinados pelo software de ensaio conforme a norma ISO 6892-1 podem ser verificados e validados com um bloco de dados internacionalmente conciliado e com resultados de ensaio internacionalmente conciliados.Em um Projeto Europeu com a designação "TENSTAND" foram gerados e qualificados dados brutos de ensaios de tração em metais.Desses dados foram determinados resultados de ensaio e corredores de resultado e também qualificados.Com esses blocos de dados "TENSTAND" e blocos de resultados, o software de ensaios pode ser verificado de forma rápida e confiável por meio de conferência dos resultados.O "National Physical Laboratory" (NPL) em Londres disponibiliza os referidos blocos de dados e blocos de resultados.

  • O Laboratório Físico Nacional (NPL) é a instituição que corresponde ao Instituto Federal Físico-Técnico na Alemanha (PTB).Ele define os padrões nacionais vigentes no segmento de Física e/ou Tecnologia.
  • Suas funções são a determinação de constantes fundamentais e constantes naturais, a representação, preservação e divulgação das unidades legais do Sistema Internacional de unidades (SI), suplementadas pela prestação de serviços como por ex. serviço de calibração t UKAS (United Kingdom Accreditation Service) para o setor regulamentado pela Lei.

Resultados de ensaio reproduzíveis confiavelmente com TENSTAND e testXpert III

Verifique seus resultados de ensaio com a validação de software TENSTAND

  • Carregar ASCII blocos de dados brutos "TENSTAND" do NPL em testXpert III
  • Determinar os resultados de ensaio resultantes desses blocos de dados brutos com testXpert III
  • Comparar os resultados próprios com os resultados "TENSTAND"

Modificações importantes na norma DIN EN ISO 6892-1:2017

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