ISO/TS 6892-5 Natezni preskus kovin na miniaturnem vzorcu
Mini natezni preskus, znan tudi kot miniaturen natezni preskus ali natezni preskus z miniaturnim vzorcem, postaja vse pomembnejši pri preskušanju materialov. Ta metoda ponuja znatne prednosti, zlasti pri karakterizaciji visokotrdnostnih in ultra visokotrdnostnih materialov z omejeno razpoložljivostjo materiala, odstranjevanjem iz komponent ali pri raziskavah in razvoju.
Z objavo standarda ISO/TS 6892-5:2025 (TS = Tehnična specifikacija) je bil prvič ustvarjen mednarodni standard, ki opredeljuje posebne zahteve in postopke za natezni preskus kovin na miniaturnih vzorcih, s čimer se priznava naraščajoči pomen te različice preskusa v različnih panogah. ASTM E8/E8M-24, posodobljen maja 2024, prav tako upošteva ta trend in je v Prilogi A1 posebej namenjen preskušanju miniaturnih vzorcev.
Aplikacije Izzivi Obnovljivost rezultatov za standardne vzorce Vrste in dimenzije vzorcev
Izvedite več o naši ponudbi preskušanj za natezne preskuse na miniaturnih nateznih vzorcih:
Preskusni stroji Čeljusti Ekstenziometer & DIC Visoka temperatura Avtomatizacija Zahtevajte posvet Projekti strank
Kaj je mini natezni preskus in kje se uporablja?
Mini natezni preskus je natezni preskus, ki se izvaja na vzorcu z bistveno zmanjšanimi dimenzijami. Običajno so to ploščati ali okrogli vzorci z manjšimi prerezi in krajšimi merilnimi dolžinami. Ta metoda omogoča določanje mehanskih lastnosti, kot so natezna trdnost, točka popuščanja in deformacija pri porušitvi, z minimalno porabo materiala.
Medtem ko standardni ravni natezni vzorci po standardih ASTM E8 in ISO 6892-1 zagotavljajo merilne dolžine (L0) od 50,0 mm do 200,0 mm, je dovoljena merilna dolžinaminiaturnih ravnih nateznih vzorcev po standardih ISO 6892-5 manjša od 20 mm, za okrogle vzorce pa manjša od 15 mm.
Več o miniaturnih geometrijah vzorcev po standardih ISO in ASTM
Načeloma se lahko mini natezni preskusi izvajajo na vseh kovinskih materialih, vendar se še posebej uporabljajo na naslednjih področjih:
- Raziskave in razvoj: Pri razvoju novih materialov so pogosto na voljo le majhne količine materiala.
- Aditivna proizvodnja: Izdelava vzorcev za običajne natezne preskuse je lahko dolgotrajna in draga.
- Visokotrdni materiali: Preskušanje majhnih vzorcev zmanjša potrebno preskusno obremenitev in omogoča natančne meritve.
- Mega ulitki in druge komponente v avtomobilski industriji: Kompleksne geometrije v litih delih šasije ali karoserije omogočajo odstranitev le zelo majhnih geometrij vzorcev.
Posebne zahteve za mini natezni preskus v skladu s standardom ISO 6892-5 ali ASTM E8 Priloga 1
Kljub zmanjšani velikosti morajo biti miniaturni preskusi zasnovani tako, da lahko zanesljivo in obnovljivo določijo mehanske karakteristične vrednosti, kot so natezna trdnost, točka popuščanja in deformacija pri porušitvi. Upoštevajte naslednje točke:
- Geometrija vzorca mora biti v skladu s standardi, da se zagotovi dobra obnovljivost.
- Zaradi majhnih dimenzij je natančna poravnava vzorca v preskusni postavitvi bistvenega pomena.
- Preskusna hitrosti in merjenje deformacije je treba izvajati z visoko natančnostjo. Uporabiti je treba primeren ekstenziometer s tipali ali optični merilni sistem.
- Rezultati niso neposredno obnovljivi s standardnimi vzorci, razen če je bila predhodno določena zanesljiva korelacija.
Kako obnovljivi so rezultati med miniaturnimi in standardnimi vzorci?
ISO/TS 6892-5:2025 na strani 6, poglavje 4 »Načelo«, izrecno navaja, da rezultatov preskusov miniaturnih vzorcev ni mogoče neposredno obnovljivo primerjati z rezultati po standardu ISO 6892-1.
To pomeni, da: Tudi če so preskusne metode podobne, razlike v geometriji in merilu vzorca (učinki velikosti) vodijo do sistematičnih odstopanj – zlasti pri deformaciji pri porušitvi (A, At). Vpliv velikosti zrn in razvoja toplote med plastično deformacijo prav tako igra vlogo.
Natezna trdnost (Rm) in točka popuščanja (Re) pa imata v mnogih primerih zelo dobro stopnjo obnovljivosti z ustrezno geometrijo in izvedbo.
Za zanesljive izjave izvajamo obnovljive preskuse v preskusnem laboratoriju za aplikativno tehnologijo ZwickRoell in vam pomagamo pri izbiri in konfiguraciji vašega preskusnega sistema za preskušanje vaših miniaturnih nateznih vzorcev.
Karin Hanak - Vodja inženiringa aplikacij in preskusnih laboratorijev pri ZwickRoellu
Z veseljem se bomo pogovorili o vaših potrebah.
ZwickRoellove rešitve za preskušanje mini nateznih preskusov v skladu s standardom ISO/TS 6892-5
Standard ISO/TS 6892-5:2025 in preskušanje miniaturnih vzorcev na splošno postavljata najvišje zahteve glede priprave preskusa, čeljusti, merjenja sile, poravnave vzorcev in merjenja deformacij. Prav tukaj se pokaže moč podjetja ZwickRoell. Za preskušanje miniaturnih vzorcev ni ene same preskusne rešitve, ki bi ustrezala vašim individualnim zahtevam. Naši strokovnjaki za svetovanje na področju aplikacijske tehnologije zagotavljajo, da vam iz naših različnih preskusnih rešitev konfiguriramo pravi preskusni sistem, kar zagotavlja obnovljive in zanesljive rezultate preskusov.
Za individualno posvetovanje nas prosim kontaktirajte! Kontaktni obrazec
Kot primeri so na voljo naslednje rešitve za preskušanje:
Stoj za preskušanje materialov Čeljusti in poravnava Ekstenziometer Visoko-temperaturno preskušanje Rešitev za avtomatizirano preskušanje
Univerzalni preskusni stroji v širokem območju sil
Medtem ko klasični preskusi kovinskih vzorcev zahtevajo velike preskusne obremenitve, je največja preskusna obremenitev za miniaturne vzorce pogosto v območju nizkih sil. Naš univerzalni preskusni stroj zwickiLine do 5 kN običajno zadostuje. Univerzalni preskusni stroji ZwickRoell – kot je preizkušeni AllroundLine s preskusnimi obremenitvami do 250 kN – so umerjeni s tako natančnostjo v spodnjem območju sil, da je mogoče natančno izmeriti tudi majhne sile pod 5 kN. To omogoča preskušanje miniaturnih vzorcev v obstoječem preskusnem sistemu, ki je v celoti skladen s standardi ISO 7500-1 ali ASTM E4 (razred 1 ali boljši).
Prilagodljive rešitve za vzorce – prilagojene in prilagodljive
V skladu s standardom ISO/TS 6892-5 ima najmanjša oblika vzorca merilno dolžino le 5 mm. ZwickRoell ponuja široko paleto standardnih čeljusti, ki zagotavljajo idealno rešitev za vaš individualni miniaturni vzorec: mehansko, pnevmatsko ali hidravlično vpeto – prilagojeno materialu, velikosti vzorca, dolžini rame in preostali razdalji med čeljustmi. Naši strokovnjaki vam bodo podrobno svetovali in z vami razvili ustrezno rešitev za prijemanje vzorca.
Popolna poravnava – odločilni dejavnik uspeha
Natančna osna poravnava vzorca je bistvena za veljavnost preskusa. Poleg naprave za preverjanje poravnave in natančno nastavljivih središčnih omejevalnikov lahko naši strokovnjaki po potrebi preverijo poravnavo vzorca, kar je osrednji del našega svetovanja na področju tehnologije uporabe.
Ekstenziometer za maksimalno natančnost v majhnem merilu
Natančno merjenje deformacij je odločilnega pomena, zlasti pri kratkih merilnih dolžinah in nizkih deformacijah. ZwickRoell se zanaša na brezkontaktne optične sisteme, kot je videoXtens 1-32 HP/TZ – posebej zasnovan za preskušanje v visokem temperaturnem območju, kot je na primer v skladu s standardom ISO 6892-2, in je zelo primeren tudi za preskušanje miniaturnih vzorcev pri sobni temperaturi. Visoka ločljivost, kompenzacija prečnih premikov vzorca in samodejno sledenje merilnega območja zagotavljajo zanesljive rezultate za deformacijo pri porušitvi, točko popuščanja in modul elastičnosti. Poleg tega digitalna korelacija slik (DIC) omogoča podrobno analizo lomnega vedenja po celotni dolžini vzorca, kar je pomembna prednost za raziskave in razvoj.
Kot alternativa merjenju deformacij z video ekstenziometri je ekstenziometer s tipali makroXtens še posebej primeren za natezne preskuse miniaturnih vzorcev s posebnimi senzorji za merilne dolžine L0 5 mm ali več.
Natezni preskus na mikro vzorcih pri visoki temperaturi
ZwickRoell ponuja prepričljivo ponudbo izdelkov za natančno karakterizacijo mini in mikro vzorcev pri visokih temperaturah.
- Z laserXtens 1‑32 HP/TZ je mogoče meriti mini vzorce z največjo natančnostjo od merilne dolžine 1,5 mm, pri sobni temperaturi in visoki temperaturi do +2000 °C, v razredu natančnosti 0,5 po standardu EN ISO 9513.
- Visokotemperaturne peči, zlasti tiste s kratkimi dolžinami in 1, 2 ali 3 ogrevalnimi conami, so idealne za preskušanje mini in mikro vzorcev, saj zagotavljajo natančno termoregulacijo vzdolž vzorca.
- Naprava za poravnavo in toge obremenitvene verige zagotavljajo optimalne pogoje preskusa ter zanesljive in obnovljive rezultate preskusov, tudi pri najmanjših vzorcih in v ekstremnih temperaturnih pogojih.
- Kot alternativa laserskemu ekstenziometru ponuja videoXtens 1‑32 HP/TZ, brezkontaktni merilni sistem s kamero, idealno možnost za visoke temperature.
Več informacij o naši opremi za preskušanje pri visokih temperaturah
Opcijsko: Avtomatiziran mini natezni preskus
Za še posebej zanesljive rezultate preskusov je mogoče mini natezni preskus avtomatizirati. Z robotskim preskusnim sistemom roboTest N podjetja ZwickRoell robot ravna z vzorcem in ga natančno vpne v čeljusti. Robot lahko popolnoma odpravi vplive operaterja, kot so temperatura ali vlaga rok, ter kotno ali nepravilno prijemanje majhnega vzorca v čeljustih. Laserska merilna naprava za prerez lahko natančno določi tudi debelino in širino miniaturnega vzorca, kar dodatno poveča obnovljivost rezultatov preskusov.
Uporaba avtomatiziranih sistemov za preskušanje ne le poveča učinkovitost, temveč tudi znatno poveča varnost upravljavca: Vstavljanje vzorca s strani robota učinkovito ščiti laboratorijsko osebje pred poškodbami, kot so ukleščenje ali zmečkanje prstov, do katerih lahko pride pri vpenjanju vzorca.
Za boljšo sledljivost in nadzor nad rezultati preskusov se lahko ostanki vzorca po preskusu zapakirajo v vrečke. To zagotavlja, da se rezultati preskusov lahko enostavno in zanesljivo pripišejo morebitnim nadaljnjim preiskavam.
Miniaturni natezni vzorci - vrste in dimenzije
ISO/TS 6892-5 določa štiri različne oblike vzorcev (vrste od A do D) za miniaturne ploščate vzorce. Za okrogle vzorce so določene tri različne oblike vzorcev (tip P do R). Tipa D in P izpolnjujeta zahteve standarda ISO 6892-1 glede merilne dolžine.
ASTM E8/E8M v Prilogi A1 izrecno določa tri različne oblike vzorcev za miniaturne ploščate vzorce. Poleg tega standard ASTM E8/E8M v poglavju 6 predstavlja dodatne okrogle vzorce »manjših vzorcev« in »majhnih vzorcev« za različne kovinske izdelke, kot so pločevina, debele plošče in cevi z velikimi premeri.
Miniaturni ploščati vzorci
| v mm (palcih) | Merilna dolžina L0 | Širina v merilnem območju b | Dolžina v vzporednem območju vzorca Lc | Celotna dolžina L | Širina v območju prijema B |
|---|---|---|---|---|---|
| ISO/TS 6892-5 | |||||
| Tip A | 5 | 1,25 | 7,5 | 23 | 4 |
| Tip B | 10 | 2 | 12 | 32 | 6 |
| Tip C | 10 | 2,5 | 15 | 35 | 6,5 |
| Tip D* | 20,5 | 5 | 28 | 70 | 12 |
| ASTM E8/E8M “Priloga A1” | |||||
| Miniaturni vzorec 3 (6) | 2+0,1 (0,1+0,01) | 1±0,02 (0,04+0,001) | 2,6±0,1 (0,13±0,01) | 8 (0,3) | 4 (0,2) |
| Miniaturni vzorec 2 (5) | 4+0,2 (0,16+0,01) | 1±0,02 (0,04+0,001) | 4,5±0,2 (0,17±0,01) | 15 (0,6) | 3 (0,1) |
| Miniaturni vzorec 1 (4) | 8,5+0,5 (0,34+0,02) | 1,5±0,02 (0,06+0,001) | 10±0,2 (0,39±0,01) | 25 (1) | 4 (0,2) |
| ASTM E8 "Manjši vzorec" | 25 (1,0) | 6 (0,25) | 32 (1,25) | 100 (4) | 10 (0,375) |
Miniaturen okrogel vzorec
| v mm (palcih) | Merilna dolžina L0 | Premer v merilnem območju b | Dolžina v vzporednem območju vzorca Lc | Celotna dolžina L |
|---|---|---|---|---|
| ISO/TS 6892-5 | ||||
| Tip P* | 15 | 3 | 18 | 32 |
| Tip Q | 12,5 | 2,5 | 15 | 29 |
| Tip R | 10,5 | 2 | 12 | 26 |
| ASTM E8 Majhen vzorec** | ||||
| Vzorec 3 | 24±0,1 (1±0,005) | 6±0,1 (0,25±0,005) | 30 (1,25) | |
| Vzorec 4 | 16±0,1 (0,64±0,005) | 4±0,1 (0,16±0,003) | 20 (0,75) | |
| Vzorec 5 | 10±0,1 (0,45±0,005) | 2,5±0,1 (0,113±0,002) | 16 (0625) | |
| ASTM E8M Majhen vzorec*** | ||||
| Vzorec 4 | 20±0,1 (0,8±0,005) | 4±0,1 (0,16±0,003) | 24 (1) | |
| Vzorec 5 | 12,5±0,1 (0,565±0,005) | 2,5±0,1 (0,113±0,002) | 20 (0,75) | |
* izpolnjujejo zahteve standarda ISO 6892-1 glede merilne dolžine
** sorazmerno s standardnimi vzorci (L0 4x premer)
*** sorazmerno s standardnimi vzorci (L0 5x premer)
O AVTORJU:
Dr. Harald Schmid
Vodja globalne industrije za kovine | ZwickRoell GmbH & Co. KG
Kot globalni vodja industrije je odgovoren za industrijsko strategijo v kovinskem sektorju s poudarkom na opazovanju trga, nadaljnjem razvoju rešitev za preskušanje in prodajni podpori v mednarodnem okolju.
Ima bogate izkušnje s standardizacijskim delom in je aktivno vključen v različne odbore, vključno z mednarodnim odborom ISO/TC 164 Mehansko preskušanje kovin in nacionalnimi delovnimi skupinami DIN, kot sta NA 062-01-42 AA Natezno in duktilno preskušanje kovin in NA 062-01-47 AA Udarni preskus kovin in mehansko-tehnološko preskušanje kovinskih cevi.
Njegova akademska kariera se je začela z diplomo iz strojništva (B.Sc. in M.Sc.) na Tehnološkem inštitutu Karlsruhe (KIT). Po mednarodnih delovnih mestih v strojništvu je delal kot raziskovalni asistent na Univerzi Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg, kjer se je osredotočil na karakterizacijo materialov in oblikovanje pločevine. Svoj doktorat je posvetil temi postopkov globokega vlečenja z vlečnimi kroglicami.
Zanimivi projekti strank z uporabo miniaturnih vzorcev
- 30 mm
- Sobna temperatura
- Visoka temperatura do 1.400 °C
- Natezni, tlačni, upogibni preskusi
- Ciklično preskušanje
