ASTM E8/ASTM E8M: Natezno preskušanje na kovinah
Natezni preskus po standardu ASTM E8 / ASTM E8M je ključna preskusna metoda za določanje mehanskih lastnosti kovinskih materialov pri sobni temperaturi. V praksi pa rezultati pogosto niso obnovljivi ali pa jih je težko primerjati. To je običajno posledica podrobnosti v preskusni ureditvi, nadzoru hitrosti ali vpliva operaterja. ZwickRoell vas podpira pri sistematičnem nadzoru teh virov napak – od meritev vzorcev do vrednotenja v skladu s standardi.
Pogosti viri napak Postopek preskušanja in oprema za preskušanje Možnosti avtomatizacije Pogosta vprašanja o standardih Zahtevajte posvet
ASTM E8 / ASTM E8M – Ključne točke na prvi pogled
- Standard ASTM E8 / ASTM E8M opisuje enoosni natezni preskus kovinuni pri sobni temperaturi za določitev točke popuščanja in odmik popuščanja, natezne trdnosti, raztezka pri pretrgu in zmanjšanja površine , kot osnove za primerjavo materialov, zagotavljanje kakovosti in certificiranje.
- Standarda ASTM E8 (palec/funt) in ASTM E8M (enote SI) se med drugim razlikujeta po začetni merilni dolžini za okrogle vzorce (4D v primerjavi s 5D) – pogost razlog za neobnovljive rezultate.
- Največji vzroki za razpršenost rezultatov pogosto niso v samem preskusnem stroju, temveč v pripravi vzorca, določanju prečnega prereza, merjenju deformacije, poravnavi vzorca, izbiri hitrosti preskusa in vplivu operaterja.
- Zlasti pri zlitinah, občutljivih na hitrost deformacije, lahko različne metode nadzora hitrosti preskušanja (metoda A, B ali C) vodijo do bistveno različnih rezultatov. Skrbna izbira metode in dosledni parametri preskušanja so ključnega pomena za obnovljive rezultate preskusov.
- Standard ASTM E8 priporoča nadzor hitrosti deformacije v skladu z metodo B (zaprta zanka), ker v veliki meri zmanjša vplive preskusnega sistema, vpenjanja in togosti stroja ter znatno poveča zanesljivost in primerljivost rezultatov.
- ZwickRoell nudi podporo z usklajeno tehnologijo preskušanja in standardiziranimi postopki z uporabo programske opreme za preskušanje testXpert, od preprostih aplikacij do avtomatiziranih zaporedij preskušanj, da zmanjša vpliv operaterja in učinkovito izvaja preskuse ASTM E8 v skladu s standardi in sledljivo.
ASTM E8 v praksi: Pogosti viri napak in njihov vpliv na rezultate preskusov
- Kakovost preskusa se določi med pripravo vzorca. Odstopanja od dimenzij in toleranc vzorca, določenih v standardu, utrjevanje zaradi rezanja ali prebijanja brez ustrezne naknadne obdelave in poškodbe v merilnem območju lahko spremenijo obnašanje materiala in povzročijo neobnovljive rezultate.
- Netočna meritev prečnega prereza: Vsi parametri napetosti temeljijo na začetni površini prečnega prereza vzorca. Napaka merjenja 1 % v začetni površini prečnega prereza neposredno vpliva na trdnost popuščanja, natezno trdnost in druge parametre ter lahko ogrozi veljavnost celotnega preskusa. Natančnost je ključnega pomena.
- Poravnava in vpenjanje vzorca: Kakovost uporabe sile je ključnega pomena za veljavnost preskusa. Že manjše nepravilnosti med vpenjanjem, neenakomerne sile prijema ali napačna izbira vložkov lahko povzročijo zdrs vzorca ali zlome v območju prijema, kar povzroči lokalne vrhove vpenjanja, prezgodnji zlom ali povečano razprševanje, zlasti pri miniaturnih ali manjših vzorcih. Zato je obnovljivo in nizkonapetostno vpenjanje s pravilno izbiro čeljusti in čeljustnih vložkov eden najpomembnejših predpogojev za zanesljive rezultate, zlasti pri preskusnih metodah A in C.
- Izbira ekstenziometra in umerjanje: Natančna meritev deformacije je ključnega pomena za določanje trdnosti popuščanja in napetosti raztezanja. Ročne meritve po preskušanju povečajo vpliv operaterja. Nepravilna kontaktna sila, pozicioniranje ali neustreznu umerjanje ali uporaba ekstenziometrov z nestandardiziranimi razredi umerjanja vodijo do sistematičnih napak pri merjenju deformacij.
- V praksi se raztezek pri pretrgu in raztezek po pretrgu pogosto zamenjujeta. Primerjava ali napačna interpretacija različnih parametrov lahko privede do napačnih ocen materialov in odločitev o izdaji.
- Nedosledne in skrbno izbrane hitrosti preskušanja:Metode krmiljenja A, B ali C pogosto kažejo znatne razlike v rezultatih za trdnost popuščanja in trdnost odmika popuščanja, zlasti pri zlitinah, ki so občutljive na spremembe hitrosti deformacije. Preskusni in ocenjevalni organ se morata jasno dogovoriti o skrbni izbiri metode in doslednih preskusnih parametrih.
- Vpliv operaterja: Ročni postopki vpenjanja, merjenja in vrednotenja povečajo variacije – zlasti pri velikih količinah preskusov.
Skrbna pozornost do podrobnosti na teh področjih pomaga zmanjšati napake in izboljšati kakovost podatkov. Prav tukaj pridejo v poštev ZwickRoellove rešitve za preskušanje, ki zagotavljajo zanesljivo, natančno in obnovljivo izvajanje ključnih korakov v postopku preskušanja.
Želite, da bodo vaši preskusi ASTM E8 bolj obnovljivi?
Vaš lokalni strokovnjak ZwickRoell vam bo pomagal pri izbiri preskusnega sistema, ekstenziometra, čeljusti in stopnje avtomatizacije – popolnoma prilagojeno materialu, standardnim zahtevam in obsegu preskušanja.
Zahtevajte neobvezujoč posvet še danes
Izvedba nateznega preskusa v skladu z ASTM E8 / E8M z ZwickRoell
Podrobno pojasnjeni ključni koraki preskusa in rešitve za preskušanje ZwickRoell:
Merjenje prečnega prereza Izbira okvirja za obremenitve in silomere Izbira čeljusti Preskusna hitrost in metode krmiljenja Izbira ekstenziometra Možnosti avtomatizacije
Preskus deluje takole:
Pri nateznem preskusu po standardu ASTM E8 / ASTM E8M je standardiziran kovinski vzorec podvržen enoosni obremenitvi do pretrga. Standard ASTM E8 opisuje zahteve za geometrijo vzorcev, kot tudi za hitrosti preskusov, kontrolne postopke in meritve deformacij.
- Natezni preskus se začne z izdelavo v skladu s standardom in natančno meritvijo začetnega prečnega prereza vzorca.
- Vzorec se nato vpne v ustrezne prijemala in poravna sredinsko.
- Med obremenitvijo se sila in deformacija nenehno merita. Glede na izbrano metodo nadzora se nadzor doseže s hitrostjo napetosti (metoda A), hitrostjo deformacije (metoda B) ali hitrostjo prečke (metoda C). Ko sta doseženi odmik popuščanja in odmaknjena vrednost popuščanja, se lahko hitrost preskusa poveča v skladu s standardom.
- Preskus določa karakteristične vrednosti, kot so točko popuščanja, odmik popuščanja, natezna trdnost, raztezek pri pretrgu in zmanjšanje površine. Za določitev zmanjšanja površine se lahko izmeri tudi prečni prerez na mestu preloma.
Meritev preseka
Že sama meritev prečnega prereza določa natančnost vseh parametrov, povezanih z napetostjo. Z merilnima sistemoma CMU30 in CMU80 je mogoče površino prečnega prereza samodejno izmeriti tako v smeri debeline kot širine z ločljivostjo pod mikrometrom in izjemno visoko natančnostjo. Izmerjene vrednosti se prenesejo neposredno v programsko opremo za preskušanje testXpert, s čimer se odpravijo napake pri prenosu in vpliv operaterja.
Izbira obremenitvenega okvirja in silomera
Izbira preskusnega stroja je pogosto omejena na največji zahtevani razpon sile. V praksi pa pravilna kombinacija merilnih okvirjev (univerzalni preskusni stroj), silomerov, čeljusti/nosilcev za vzorce in ekstenziometrov določa, ali je mogoče preskuse izvajati učinkovito in obnovljivo. Postopek izbire se torej začne s pričakovanim razponom sile vzorcev. Na podlagi tega se izbere ustrezen okvir za merjenje obremenitve, primerne čeljusti in optimalen silomer.
Ena od prednosti koncepta modularnega preskusnega sistema ZwickRoell je, da je mogoče praktično vsak ekstenziometer kombinirati s skoraj vsakim nosilnim okvirjem. To omogoča prilagodljivo prilagajanje preskusnega sistema različnim materialom, geometrijam vzorcev in zahtevam standardov. Hkrati so vsi silomeri umerjeni z natančnostjo 0,2 % njihove nazivne sile. Na primer, silomer s 100 kN lahko še vedno natančno meri tudi s preskusno obremenitvijo le 200 N. To omogoča preskušanje majhnih in velikih vzorcev na istem preskusnem stroju za materiale, ki je skladen s standardi, brez ogrožanja natančnosti.
Prijemanje in poravnavanje vzorca
Pri prijemanju vzorca se je pomembno izogniti upogibanju, prednapenjanju in zdrsu.
Za standardno preskušanje kovin po metodi A (napetostna hitrost) so klinaste čeljusti praktična možnost in stroškovno najučinkovitejša rešitev v ponudbi. Vendar pa se za metodo B po standardu ASTM E8/E8M priporočajo body over wedge čeljusti ali vzporedno zapirajoče čeljusti, da se dosežejo najbolj zanesljivi in obnovljivi rezultati preskusov.
Z našim laboratorijem za preskušanje aplikacij in centrom Xperience po vsem svetu so vam na voljo strokovnjaki, ki bodo z individualnim svetovanjem, demonstracijami na kraju samem in spletno podporo našli pravo rešitev za vašo individualno preskusno nalogo.
Hitrost preskusa in izbira metode krmiljenja
Hitrost preskusa neposredno vpliva na določene lastnosti materiala. Zlasti pri materialih, občutljivih na hitrost deformacije, lahko različne hitrosti vodijo do različnih točk popuščanja, vrednosti deformacije in trdnosti. Standard ASTM E8 / ASTM E8M opisuje tri metode krmiljenja za to (več informacij o metodah krmiljenja in njihovi primernosti najdete v pogostih vprašanjih):
- Krmiljenje hitrosti napetosti (metoda A)
- Krmiljenje hitrosti deformacije (metoda B)
- Krmiljenje hitrosti prečke (metoda C)
ZwickRoellovi preskusni sistemi podpirajo vse metode krmiljenja, opisane v standardu, in tako omogočajo skladno implementacijo širokega nabora zahtev preskušanja.
Za metodo B, ki je v standardu prednostna, omogočajo preskusni sistemi ZwickRoell natančen nadzor hitrosti deformacije v sistemu z zaprto zanko. V povezavi z optičnimi ali kontaktnimi ekstenziometri se dejanska hitrost deformacije nenehno spremlja in samodejno prilagaja. Čeprav standard dovoljuje sorazmerno velike tolerance +/- 20 % pri hitrosti deformacije (pri hitrosti deformacije 0,015 ± 0,006 in./in./min ali mm/mm/min, kot je določeno v ASTM E8), sistemi ZwickRoell običajno dosegajo natančnost 3 % ali boljšo. To poveča obnovljivost rezultatov in zagotavlja, da se izbrana hitrost preskusa zanesljivo ohrani tudi pri različnih materialih.
Z našo programsko opremo za preskušanje testXpert je stopnja deformacije vedno sledljiva.
- Rdeča črta (1) prikazuje ASTM E8 opredeljeno območje tolerance (40 % nastavljene hitrosti).
- Zelena črtkana črta predstavlja ožji tolerančni razpon 5 %, ki je merilo, ki ga sistemi preskušanja ZwickRoell uporabljajo za varnost v primeru nepredvidenih dogodkov. Za dober nadzor stopnje deformacije sta značilna (2) nizka nihanja vstopa in (3) stabilen nadzor hitrosti. Pomembna zahteva za to je prilagodljiv krmilnik.
Izbira ekstenziometrov
Merjenje deformacije je ena od odločilnih vplivnih spremenljivk pri nateznem preskusu v skladu z ASTM E8 / ASTM E8M. Standard dovoljuje različne metode za določanje raztezka – od ročnega merjenja raztezka pri pretrgu po preskusu do kontaktnih ekstenziometrov (nasadni ekstenziometer ali ekstenziometer s tipali makroXtens) in optičnih ekstenziometrov (idealno z rešitvijo brez sledi, kot je videoXtens), ki beleži raztezek brez stika skozi celoten preskus.
- Ročno določanje raztezka pri pretrgu po preskusu je povezano s sorazmerno velikim vplivom operaterja. Že majhna odstopanja pri sestavljanju fragmentov ali pri odčitavanju merilne dolžine lahko vplivajo na rezultat.
- Kontaktni ekstenziometri zagotavljajo natančne vrednosti raztezka med preskusom, vendar jih mora operater pravilno namestiti in lahko povzročijo dodaten napor, zlasti pri občutljivih ali majhnih vzorcih.
ZwickRoellova prednostna rešitev so optični ekstenziometri.. Raztezek zaznajo neposredno na vzorcu brez stika in neodvisno od operaterja.
- Posledično sta merilna dolžina in merilni položaj jasno določena in vedno obnovljiva.
- Hkrati optični ekstenziometri podpirajo nadzor hitrosti deformacije v skladu z metodo B, ki jo daje prednost standardu ASTM E8, saj se raztezek beleži neprekinjeno in z visoko natančnostjo.
- Druga prednost je, da je mogoče porazdelitev deformacije zabeležiti po celotnem vzorcu. To pomeni, da so dodatna vrednotenja še vedno mogoča tudi po končanem preskusu. V mnogih primerih se lahko odpravi tudi ročno določanje raztezka pri pretrgu, kar odpravi še en potencialni vir napak. To zmanjša vpliv operaterja, poveča obnovljivost rezultatov in poenostavi vsakodnevno preskušanje v laboratoriju.
Videoposnetek: Preskušanje po ASTM E8 z ZwickRoell
Prikaz nateznega preskusa kovinskih materialov v skladu s standardoma ASTM E8 in ISO 6892-1::
- „Metoda B, zaprta zanka za nadzor hitrosti deformacije“ (ustreza metodi ISO 6892-1 A1) z univerzalnim preskusnim strojem AllroundLine ZwickRoell, kontaktnim ekstenziometrom makroXtens in brezkontaktnim ekstenzometrom videoXtens, vključno z meritvijo vzorca in oceno rezultatov preskusa s testXpert
- "Metoda C, odprta zanka hitrosti prečke" (ustreza metodi ISO 6892-1 A2) z univerzalnim preskusnim strojem Proline in nasadnim ekstenziometrom
Možnosti avtomatizacije po standardu ASTM E8
Sodobni stroji za preskušanje materialov danes dosegajo zelo visoko stopnjo natančnosti. V mnogih laboratorijih zato največji vzrok za odstopanja v rezultatih ni več sam preskusni stroj, temveč ročni vpliv med preskusnim zaporedjem. Že majhna odstopanja pri identifikaciji vzorcev, določanju prečnega prereza, poravnavi ali prijemu vzorcev lahko poslabšajo obnovljivost rezultatov.
Standardizirani in obnovljivi procesi so ključnega pomena, še posebej pri velikem številu vzorcev ali pri uporabi podatkov o preskusih v zankah nadzora kakovosti, spremljanju procesov ali analizah na podlagi umetne inteligence. Avtomatizirani preskusni sistemi zmanjšujejo te vplivne spremenljivke in zagotavljajo maksimalno obnovljivost vseh preskusnih korakov.
Ali razmišljate o avtomatiziranem preskušanju kovin?
ZwickRoell za ta namen ponuja široko paleto rešitev za avtomatizacijo – od mikro in majhnih vzorcev v skladu z ASTM E8 do standardnih vzorcev pločevine in avtomatiziranih visokozmogljivih preskusnih sistemov za debele plošče s preskusnimi obremenitvami do 5 MN. Poleg večje obnovljivosti rezultatov avtomatizacija izboljša tudi varnost pri delu, zlasti pri težkih vzorcih, in zmanjša delovno obremenitev laboratorijskega osebja.
Več o možnostih avtomatizacije pri preskušanju kovin Zahtevajte neobvezujoč posvet
ASTM E8 s programsko opremo za preskušanje testXpert – učinkovito in zanesljivo preskušanje
S testXpert povečate učinkovitost preskusov po ASTM E8. In testXpert zagotavlja zanesljive rezultate preskusov, temelj za odločitve, na katere se lahko zanesete.
- Ne glede na metodo, ki jo izberete, so vsi parametri, ki jih določa ASTM E8, vključeni v preskusni program s 100-odstotno skladnostjo s standardi. V vnaprej konfigurirani postavitvi vidite dejansko doseženo stopnjo deformacije znotraj toleranc, ki jih določa standard.
- Ne porabite nepotrebnega časa za predhodne preskuse in ročne izračune za stopnje deformacije v skladu z ASTM E8. testXpert prevzame samodejno nastavitev vseh kontrolnih parametrov. Ciljni položaji in vrednosti deformacij se približajo z izjemno natančnostjo. Spremembe lastnosti vzorca se kompenzirajo sproti.
- testXpert zagotavlja ponovljive rezultate preskušanja z enakimi preskusnimi pogoji prek vnaprej določene konfiguracije stroja.
- Za obnovljive rezultate preskusov je vpliv operaterja zmanjšan na minimum, na primer prek naše funkcije za upravljanje uporabnikov.
testXpert preskusna programska oprema
Tipične aplikacije za ASTM E8/ASTM E8M
ASTM E8/E8M je eden najpomembnejših svetovnih standardov za karakterizacijo kovinskih materialov in je namenjen proizvajalcem, predelovalcem, uporabnikom in preskusnim laboratorijem, ki potrebujejo standardiziran natezni preskus kovin pri sobni temperaturi za kvalifikacijo materiala, nadzor kakovosti, certificiranje in inženirsko načrtovanje:
- Kvalifikacija materialov novih kovinskih zlitin
- Nadzor kakovosti pri proizvodnji kovin
- Vhodni pregled polizdelkov
- Prevzemni preskusi v letalski in vesoljski industriji
- Razvoj in raziskave materialov
- Dokaz mehanskih lastnosti za stranke in certifikacijske organe
- Primerjalno preskušanje med serijami ali proizvodnimi procesi
- Spremljanje procesov v serijski proizvodnji
Pogosta vprašanja o ASTM E8
Strogo gledano, ta standard ASTM vključuje dva standarda, zato je treba ASTM E8 razlikovati od ASTM E8M. Medtem ko se ASTM E8 nanaša na merske enote palcev in funtov, ASTM E8M uporablja enote SI. Zaradi tega vrednosti, določene z enim sistemom enot, niso popolnoma enake tistim, določenim z drugim sistemom enot. V praksi pa to običajno ne predstavlja težave, saj pri določanju in primerjavi karakterističnih vrednosti ni sprememb med enotami.
V tem kontekstu je pomembno opozoriti, da se začetna merilna dolžina za okrogle vzorce za določanje deformacije v ASTM E8 nanaša na 4D ali štirikratni premer okroglih vzorcev, medtem ko se v ASTM E8M nanaša na 5D ali petkrat večji od premera okroglih vzorcev. Pomešanost ali neupoštevanje te razlike lahko povzroči značilne vrednosti, ki niso več primerljive.
- Različne preskusne metode in definicije:Čeprav oba standarda preskušata isti material, so karakteristične vrednosti (npr. raztezek ali točka popuščanja) definirane in ovrednotene različno – zato je neposredna obnovljivost omejena.
- Različne hitrosti preskusov: ISO 6892-1 natančno določa hitrosti preskusov, odvisno od materiala, medtem ko ASTM E8 dovoljuje večje tolerance – to lahko merljivo vpliva na rezultate.
- Različne metode in oznake krmiljenja: Dodelitev vrste krmiljenja (npr. krmiljenje hitrosti deformacije v zaprti zanki je v standardu ASTM E8 označeno kot metoda B, v standardu ISO 6892-1 pa kot metoda A1) se v standardih ISO in ASTM poimenuje različno, kar pogosto povzroča zmedo.
- Razlike v vzorcih in metodah merjenja:Kljub delno usklajenim geometrijam vzorcev se podrobnosti razlikujejo po dimenzijah, merilnih negotovostih in meritvah prečnega prereza.
- Različno določanje vrednosti deformacije: Določanje enakomernega raztezka in raztezka pri pretrgu se izvaja po različnih metodah, kar vodi do različnih rezultatov, zlasti pri duktilnih materialih.
- Različne definicije rezultatov: Izrazi, kot so natezna trdnost (Rm v primerjavi s TS) ali vrednosti deformacije, niso metodološko enaki, četudi se slišijo podobno.
Kratek povzetek: ISO 6892-1 in ASTM E8 sta v veliki meri usklajena, vendar nista identična – že majhne razlike v metodologiji in vrednotenju lahko vodijo do bistveno različnih rezultatov preskusov.
Več informacij najdete v naši objavi na blogu ASTM E8 v primerjavi z ISO 6892-1 ali v posnetku spletnega seminarja.
Skratka, razlika je:
- Raztezek pri pretrgu
To je raztezek v trenutku, ko se vzorec pretrga. Zato se beleži med tekočim preskusom, običajno z ekstenziometrom ali optičnim merilnim sistemom. - Raztezek po pretrgu
Raztezek, določen po pretrgu z združitvijo zlomljenih kosov vzorca in ročnim ali optičnim merjenjem raztezka merilne dolžine.
Zakaj je ta razlika pomembna?
Razlika v normativnem kontekstu standarda ASTM E8/E8M je pomembna, ker je raztezek po pretrgu lahko bolj odvisen od vpliva operaterja in pravilne ročne ponovne meritve, medtem ko je raztezek pri pretrgu bolj odvisen od merilnega sistema, uporabljenega med preskusom. Vrednosti torej niso samodejno enake, zlasti ne pri lokalnem zoževanju, položaju loma, ročnih povratnih informacijah ali različnih metodah merjenja.
Za natezne vzorce je lahko širok razpon oblik. Standard ASTM E8/E8M navaja standardne ploščate vzorce za pločevino in tanke pločevine, za cevaste izdelke z velikimi premeri, za posebne čeljusti in standardne okrogle vzorce ter določa ustrezne začetne merilne dolžine, na katere se nanašajo vse vrednosti deformacije. Z nekaj izjemami so navedene vse dimenzije, ki so potrebne za pripravo vzorca, ali pa so navedene minimalne dimenzije (glejte poglavje 6 Preskusni vzorci po standardu ASTM E8/E8M-25).
Za pripravo vzorca so podane pomembne informacije, ki naj bi zagotovile, da postopek vzorčenja in kasnejša priprava vzorca ne vplivata na material, saj bi to lahko vplivalo na rezultate nateznega preskusa. Vsa področja, ki so bila med postopkom obdelave vzorca deformacijsko utrjena z rezanjem ali prebijanjem, je treba ustrezno obdelati, če vplivajo na lastnosti vzorca. Izdelke s konstantnim presekom (profili, palice, žice itd.) in ulite vzorce (npr. lito železo, neželezne zlitine) je mogoče preskušati brez obdelave.
Standardni ploščati vzorci po ASTM E8/E8M
| Vzorec/material | Debelina pločevine | Vrsta meritve | ASTM E8 | |
|---|---|---|---|---|
| Ploščati natezni vzorec »Tip pločevine«* pločevina, plošče, ploščate žice, trakovi, pravokotniki in profili | 0,13 mm do 19 mm [0,005 palca do 0,750 palca] | Merilna dolžina G | 50 mm [2,0 palcev] |  |
| Širina (Š) | 12,5 mm [0,5 palcev] | |||
| Vzorec debele plošče "Tip plošče" pločevina, profil in ploščat material | najm. 5 mm [0,188 palcev] | Merilna dolžina G | 200 mm [8,0 palcev] | |
| Širina (Š) | 40 mm [1,5 palcev] | |||
| Najmanjši vzorec »Manjši vzorec« | največ. 6 mm [0,250 palcev] | Merilna dolžina G | 25 mm [1,0 palcev] | |
| Širina (Š) | 6,0 mm [0,25 palcev] |
* za materiale debeline do 0,15 mm [0,0059 palca] se uporabi ASTM E345 standard
* Uporabiti je mogoče natezni preskusni vzorec za obremenitev zatiča. Da bi se izognili upogibanju pri preskušanju tankih in visoko trdnih materialov, je morda treba na koncih vložkov uporabiti ojačitvene plošče.(glej sliko 8, razdelek 6.3 Ploščati vzorec ASTM E8/E8M-25)
Standardni okrogli vzorci po ASTM E8 in E8M
| Vzorci | Vrsta meritve | ASTM E8 (4x premer) | ASTM E8M (5x premer) | |
|---|---|---|---|---|
| Standardni vzorec »Vzorec 1« | Merilna dolžina G | 50,0 mm [2,000 palcev] | 62,5 mm [2,500 palcev] |  |
| Premer D | 12,5 mm [0,500 palcev] | |||
| Polmer zaobljenega roba R najm. | 10,0 mm [0,375 palcev] | |||
| Vzporedna dolžina A (zmanjšana dolžina odseka) | 56,0 mm [2,25 palcev] | 75,0 mm [3,0 palcev] | ||
| Majhen vzorec, sorazmeren s standardnim vzorcem | ||||
| »Vzorec 2« | Merilna dolžina G | 36,0 mm [1,400 palcev] | 45,0 mm [1,750 palcev] | |
| Polmer zaobljenega roba R najm. | 8,0 mm [0,25 palcev] | |||
| Premer D | 9,0 mm [0,350 palcev] | |||
| Vzporedna dolžina A (zmanjšana dolžina odseka) | 45,0 mm [1,75 palcev] | 54,0 mm [2,0 palcev] | ||
| »Vzorec 3« | Merilna dolžina G | 24,0 mm [1,000 palcev] | 30,0 mm [1,250 palcev] | |
| Premer D | 6,0 mm [0,250 palcev] | |||
| Polmer zaobljenega roba R najm. | 6,0 mm [0,188 palcev] | |||
| Vzporedna dolžina A (zmanjšana dolžina odseka) | 30,0 mm [1,25 palcev] | 36,0 mm [1,4 palcev] | ||
| »Vzorec 4« | Merilna dolžina G | 16,0 mm [0,640 palcev] | 20,0 mm [0,800 palcev] | |
| Premer D | 4,0 mm [0,160 palcev] | |||
| Polmer zaobljenega roba R najm. | 4,0 mm [0,156 palcev] | |||
| Vzporedna dolžina A (zmanjšana dolžina odseka) | 20,0 mm [0,75 palcev] | 24,0 mm [1,0 palcev] | ||
| »Vzorec 5« | Merilna dolžina G | 10,0 mm [0,450 palcev] | 12,5 mm [0,565 palcev] | |
| Premer D | 2,5 mm [0,113 palcev] | |||
| Polmer zaobljenega roba R najm. | 2,0 mm [0,094 palcev] | |||
| Vzporedna dolžina A (zmanjšana dolžina odseka) | 16,0 mm [0,625 palcev] | 20,0 mm [0,75 palcev] | ||
Poseben poudarek je na preskusni hitrosti. ASTM E8 in ASTM E8M podpirata pet različnih načinov določanja preskusnih hitrosti. Označeni so kot
- Hitrost deformacije vzorca
- Hitrost napetosti vzorca
- Hitrost prečke
- Pretečeni čas za dokončanje dela ali celotnega preskusa
- Hitrost prostega teka prečke (hitrost gibanja prečke preskusnega stroja, ko ni obremenjena)
Za določitev tako imenovanih lastnosti popuščanja, to je trdnost popuščanja, raztezek točke popuščanja in odmik popuščanja, na splošno vse karakteristične vrednosti, povezane s spremembo obnašanja materiala iz elastičnega v plastično, je pomembno opredeliti ustrezen nadzor hitrosti preskusa. Ker so pri kovinskih materialih te karakteristične vrednosti lahko bistveno odvisne od dejanske preskusne hitrosti, zato je treba preskusne hitrosti vzdrževati znotraj določenih toleranc. ASTM E8 in ASTM E8M to upoštevata s tremi različnimi metodami nadzora. Označene so kot metode A, B in C.
Nadzorna metoda B:
Priporočena metoda | Nadzorna metoda C:
| Nadzorna metoda A:
|
|
|
|
Metoda C temelji na konstantni hitrosti prečke.
- Hitrost prečke se nastavi in vzdržuje konstantno, tako da se začetna vzporedna dolžina vzorca raztegne za 0,015 ± 0,003 in./in./min ali mm/mm/min.
- Ta metoda je priporočljiva, če se material ne deformira nenehno.
- Metoda C je namenjena strojem brez digitalnih krmilnikov ali visokokakovostnih pogonskih sistemov, vendar ne velja več za najsodobnejšo.
Metoda A temelji na povečanju natezne napetosti med uporabo obremenitve.
Odločilni dejavnik je, da to ni preskus s krmiljenjem sile. Namesto tega naj bi preskusni stroj deloval s konstantno hitrostjo prečke ali aktuatorja, ki ustvarja določeno hitrost napetosti v vzorcu (npr. 11 MPa/s). Ker je besedilo v standardu včasih nejasno, se ta zahteva občasno napačno razlaga. Predvsem se zmotno domneva, da je potreben nadzor sile. Vendar pa lahko uporaba takšnega nadzora sile povzroči znatno popačene in neuporabne rezultate preskusov.
- V linearno elastičnem delu nateznega preskusa, to je na samem začetku preskusa, mora biti hitrost uporabe napetosti med 1,15 in 11,5 MPa/s (to ustreza 10000 in 100000 psi/min).
- Vendar pa je v ASTM E8 in ASTM E8M jasno navedeno, da te specifikacije in metoda ne pomenijo, da je treba povečanje napetosti ohraniti konstantno do točke plastičnega obnašanja ali da se nadzor povečanja sile z zaprto zanko lahko uporabi zunaj območja linearne elastičnosti.
- V praktični uporabi se metoda A uporablja za standardne kovine z relativno stabilnim elastičnim obnašanjem, npr. konstrukcijska jekla, kaljena in popuščena jekla ali številne neželezne kovine, kadar ni na voljo preskusne naprave z nadzorom deformacije. Vendar pa pravilna nastavitev zahteva izkušnje in dobro poznavanje togosti sistema.
Metoda B temelji na nadzoru deformacijske hitrosti ali deformacijske stopnje (nadzor stopnje deformacije) med delovanjem obremenitve.
- Preskusni stroj vzdržuje konstantno stopnjo deformacije v zaprti zanki z uporabo ekstenziometra za nenehno zagotavljanje deformacijskih vrednosti, ki se uporabljajo za izračun natančne stopnje deformacije.
- Standard določa stopnjo deformacije 0,015 ± 0,006 in./in./min ali mm/mm/min, kar ustreza toleranci 40 % pri nastavitvi stopnje deformacije.
- Velja za najprimernejšo metodo za skoraj vse kovinske materiale, zlasti za visokotrdna jekla, aluminijeve zlitine, titanove zlitine, zlitine na osnovi niklja in materiale, občutljive na hitrost deformacije.
Nadzor stopnje deformacije poveča zanesljivost rezultatov preskusa in zagotavlja obnovljivost. Karakteristične vrednosti kovinskih materialov so v veliki meri odvisne od stopnje deformacije. Običajno velja, da višja kot je stopnja deformacije, višje so vrednosti trdnosti. Na odvisnost od hitrosti deformacije vplivajo tudi zlitine in druge lastnosti izdelka.
Posebne prednosti zagotavlja nadzor stopnje deformacije v zaprti zanki, za katerega se uporablja prilagodljiv krmilnik za samodejno vzdrževanje pravilne hitrosti deformacije:
- Prihranek časa: sistem samodejno nastavi pravilno stopnjo deformacije, brez posredovanja uporabnika.
- Enostavno zanesljivo: to tudi odpravlja napake pri nastavljanju parametrov
- Natančnost: prilagodljiv krmilnik preprečuje prekoračitev stopenj deformacije, ki jih ohranja konstantne in dobro znotraj tolerančnega območja, tako da tudi stopnja deformacije ostane v tolerančnih mejah v primeru nepredvidenih dogodkov.
Ta metoda zahteva nadzorno tehnološko opremljen sistem preskušanja, ki pa bistveno poenostavi delovanje preskusa.
