Določitev r-vrednosti po ISO 10113
Poleg odmika popuščanja, trdnosti popuščanja, plastičnega raztezka, deformacije pri porušitvi in eksponent strjevanja (n-vrednost), je r-vrednost, ali natančneje, navpična anizotropija ena od značilnih vrednosti, določenih z nateznim preskusom. Vse te vrednosti se uporabljajo za karakterizacijo kovin in so določene na področjih raziskav in razvoja, pa tudi za preskuse kakovosti in sprejemljivosti. Sorodni standardi vključujejo ISO 10113, ASTM E517 in JIS Z2254.
Kaj je vrednost r? Pomembnost ISO 10113 Primeri Videoposnetek Preskusna oprema Prenosi
Kakšna je r-vrednost po ISO 10113?
Vrednost r- je "razmerje prave deformacije plastične širine do prave debeline plastične debeline" v kovinskem vzorcu, ki je bil izpostavljen enoosni natezni napetosti (definicija po DIN EN ISO 10113).
Za izračun r-vrednosti, bi torej morali izmeriti pravo širino in debelino plastične deformacije med enakomernim raztezkom. Ker pa je spremembo dolžine veliko lažje meriti kot spremembo debeline, standard temelji na modelu konstantne prostornine v območju do največje sile Ag (enakomerno raztezanje). Če predpostavimo, da je prostornina konstantna do deformacije r- plastičnega ekstenziometra pri največji sili Ag, lahko zamenjamo spremembo debeline s spremembo dolžine, da določimo r-vrednost.
Postopki in metode po ISO 10113
ISO 10113 standard opredeljuje tudi tri postopke in dve metodi za določanje r-vrednosti.
Trije postopki: V samodejnem postopku se tako raztezek kot sprememba širine merita z ekstenziometrom. Poleg tega obstaja polavtomatski postopek, pri katerem se z ekstenziometrom meri le raztezek, ter ročni postopek, pri katerem se tako širina kot podaljšek merita ročno.
Za ročne in polavtomatske postopke se r-vrednost določi po metodi z eno točko. Tu je r-vrednost določena pri določeni stopnji plastičnega raztezanja (npr. z določitvijo vrednosti pri 2% in 5% raztezku plastike).
Samodejni postopek dodatno ponuja možnost regresijske metode, ki zajema potek razvoja, torej celotno območje obremenitev. Podatki, pridobljeni iz prave plastične vzdolžne deformacije in dejanske deformacije širine plastike v določenem območju deformacij, se uporabljajo za določanje naklona.
Metoda regresije je priporočljiva, saj zagotavlja zanesljivejše r-vrednosti, ker je povprečena za celotno območje in ne le za posnetek, kot je to pri metodi z eno točko (kjer določanje običajno temelji na 2 ali 5% plastični deformaciji).
Spremembe po ISO 10113: Vrednotenje celotne merilne dolžine
Do leta 2020 je določanje r-vrednosti po ISO 10113 temeljilo izključno na predpostavki, da kovinski material ne kaže zožitve znotraj vzporedne dolžine, v območju do enakomernega raztezanja Ag. Na podlagi tega je bila širina delno določena na sredini vzorca in predpostavlja se, da vrednost velja za celotno merilno dolžino. Vendar se v resnici že pri enakomernem podaljšanju pojavlja zoženje, v večji ali manjši meri, odvisno od materiala. Za materiale z vrednostjo r- večjo od 1 je obnašanje jasno merljivo. To so potrdile različne študije.
To pomeni, da je za doseganje realnejših izmerjenih vrednosti treba vrednost r- določiti po celotni merilni dolžini, saj potem vključuje zoženje materiala.
Zaradi tega je sprememba standarda ISO 10113 v uporabi od avgusta 2020.
Sprememba standarda ISO 10113 (2020-08) za večjo obnovljivost r-vrednosti
Od izdaje 2020 ISO 10113 (2020-08) priporoča uporabo "ekstenziometrov za merjenje trenutnega zmanjšanja širine, ki lahko merijo spremembo širine na več lokacijah, ki so idealno enakomerno porazdeljene po celotni merilni dolžini".
S to spremembo standarda se določijo realni rezultati vzorcev in poveča se obnovljivost. Poleg tega je metodo lažje razumeti, saj se za spreminjanje širine in podaljšanja uporablja isti volumen vzorca.
ZwickRoell ponuja videoXtens T-160 HP posebej za to priporočilo standarda. Meri več kot 10 merilnih osi, enakomerno razporejenih po celotnem merilnem območju. Ne proizvaja le realističnih r-vrednosti po ISO 10113, temveč tudi natančne, zelo natančne vrednosti, saj je bil zasnovan posebej za ta preskus.
Primeri r-vrednosti različnih materialov po ISO 10113
| Jeklo | rm-vrednost | ∆r-vrednost |
|---|---|---|
| Jeklo za globoki vlek DC04 | 1,85 | 0,70 |
| IF jeklo DC06 | 2,15 | 0,55 |
| Izotropno jeklo H250G1 | 1,05 | 0,00 |
| TRIP jeklo TRIP700 | 0,85 | -0,02 |
| Dvofazno jeklo H300X | 0,95 | -0,10 |
| Nerjaveče jeklo X5CrNi18-10 | 1,00 | -0,30 |
| Aluminij AlMg5Mn (mehak) | 0,66 | -0,21 |
| Aluminij AlSi1,2Mg0,4 (T4) | 0,64 | 0,20 |
| Baker Cu | 0,80 - 0,95 | |
| Bronasto CuSn | 1,00 | |
| Medenina CuZn37 mehka | 0,91 | -0,03 |
