ASTM E8/ASTM E8M: Ispitivanje zatezanja na metalima
Ispitivanje zatezanja prema ASTM E8 / ASTM E8M je ključna metoda ispitivanja za određivanje mehaničkih svojstava metalnih materijala na sobnoj temperaturi. Međutim, u praksi rezultati često nisu reproducibilni ili ih je teško uporediti. Ovo je obično zbog detalja u rasporedu ispitivanja, kontrole brzine ili uticaja operatera. ZwickRoell vam pomaže da sistematski kontrolišete ove izvore grešaka – od merenja uzoraka do procene u skladu sa standardima.
Česti izvori grešaka Postupak ispitivanja i oprema za ispitivanje Opcije automatizacije Česta pitanja o standardima Zatražite konsultacije
ASTM E8 / ASTM E8M – Ključne tačke na prvi pogled
- ASTM E8 / ASTM E8M opisuje jednoosni ispitivanje zatezanja metala na sobnoj temperaturi radi određivanja granice popuštanja i pomeranja, zatezne čvrstoće, izduženja pri lomu i smanjenja površine i kao osnove za poređenje materijala, osiguranje kvaliteta i sertifikaciju.
- ASTM E8 (inči/funta) i ASTM E8M (SI jedinice) razlikuju se, između ostalog, u početnoj dužini merača za okrugle uzorke (4D naspram 5D) – što je čest razlog za nereproducibilne rezultate.
- Najveći uzroci raspršivanja rezultata često ne leže u samoj mašini za ispitivanje materijala, već u pripremi uzorka, određivanju poprečnog preseka, merenju naprezanja, poravnanju uzorka, izboru brzine ispitivanja i uticaju operatera.
- Posebno kod legura osetljivih na brzinu deformacije, različite metode kontrole brzine ispitivanja (Metoda A, B ili C) mogu dovesti do značajno različitih rezultata. Pažljiv izbor metode i dosledni parametri ispitivanja su ključni za reproduktivne rezultate ispitivanja.
- ASTM E8 preporučuje kontrolu brzine deformacije prema metodi B (zatvorena petlja) jer ona u velikoj meri smanjuje uticaje sistema za ispitivanje, stezanja i krutosti mašine i značajno povećava pouzdanost i uporedivost rezultata.
- ZwickRoell pruža podršku sa koordinisanom tehnologijom ispitivanja i standardizovanim procesima koristeći softver za ispitivanje testXpert, od jednostavnih aplikacija do automatizovanih sekvenci ispitivanja, kako bi se smanjio uticaj operatera i efikasno izvršila ASTM E8 ispitivanja, u skladu sa standardima i sa mogućnošću praćenja.
ASTM E8 u praksi: Uobičajeni izvori grešaka i njihov uticaj na rezultate ispitivanja
- Kvalitet ispitivanja se određuje tokom pripreme uzorka. Odstupanja od dimenzija i tolerancija uzorka navedenih u standardu, ojačavanje usled sečenja ili probijanja bez odgovarajuće naknadne obrade i oštećenja u opsegu merenja mogu promeniti ponašanje materijala i dovesti do nereproducibilnih rezultata.
- Netačno merenje poprečnog preseka: Svi parametri napona zasnivaju se na početnoj površini poprečnog preseka uzorka. Greška merenja od 1% u početnoj površini poprečnog preseka direktno utiče na granicu popuštanja, zateznu čvrstoću i druge parametre i može ugroziti validnost celog ispitivanja. Preciznost je ključna.
- Poravnanje i stezanje uzorka: Kvalitet primene sile je ključan za validnost ispitivanja. Čak i mala neusklađenja tokom stezanja, neravnomerne sile hvatanja ili pogrešan izbor čeljusti mogu dovesti do klizanja uzorka ili lomova u području hvatanja, što rezultira lokalnim vrhovima stezanja, prevremenim lomom ili povećanim rasejanjem, posebno kod minijaturnih ili podvelikih uzoraka. Stoga je reproduktivno i niskonaponsko stezanje kroz pravilan izbor čeljusti i umetaka jedan od najvažnijih preduslova za pouzdane rezultate, posebno za metode ispitivanja A i C.
- Izbor i kalibracija ekstenziometra: Precizno merenje naprezanja je ključno za određivanje granica popuštanja i dokaznog napona. Ručna merenja nakon ispitivanja povećavaju uticaj operatera. Nepravilna kontaktna sila, pozicioniranje ili neadekvatna kalibracija, ili upotreba ekstenziometara sa nestandardizovanim klasama kalibracije, dovode do sistematskih grešaka u merenju naprezanja.
- U praksi, izduženje pri lomu i izduženje nakon loma se često mešaju. Poređenje ili pogrešno tumačenje različitih parametara može dovesti do netačnih procena materijala i odluka o puštanju u promet.
- Nedosledne i pažljivo odabrane brzine ispitivanja:Metode kontrole A, B ili C često pokazuju značajne razlike u rezultatima za granicu popuštanja i pomeranje granice popuštanja, posebno za legure koje su osetljive na promene brzine deformacije. Pažljiv izbor metode i dosledni parametri ispitivanja moraju biti jasno dogovoreni između tela za ispitivanje i tela za evaluaciju.
- Uticaj operatera:Ručni procesi za stezanje, merenje i procenu povećavaju varijacije – posebno kod velikih količina ispitivanja.
Pažljiva pažnja posvećena detaljima u ovim oblastima pomaže u minimiziranju grešaka i poboljšanju kvaliteta podataka. qUpravo tu dolaze do izražaja ZwickRoell-ova rešenja za ispitivanje, osiguravajući da se kritični koraci u postupku ispitivanja sprovode pouzdano, precizno i reproduktivno.
Da li želite da vaša ASTM E8 ispitivanja učinite reproduktivnijim?
Vaš lokalni stručnjak iz kompanije ZwickRoell će vam pomoći u izboru sistema za ispitivanje, ekstenziometra, čeljusti i stepena automatizacije – savršeno prilagođenih materijalu, standardnim zahtevima i obimu ispitivanja.
Zakažite konsultacije bez obaveza već danas
Izvođenje ispitivanja zatezanja prema ASTM E8 / E8M sa ZwickRoell-om
Kritični koraci ispitivanja i ZwickRoell rešenja za ispitivanje detaljno objašnjena:
Merenje poprečnog preseka Izbor okvira opterećenja i merne ćelije Izbpr čeljusti Ispitne brzine i metoda kontrole Izbor ekstenziometara Opcije automatizacije
Evo kako funkcioniše ispitivanje:
U ispitivanje zatezanja prema ASTM E8 / ASTM E8M, standardizovani metalni uzorak se podvrgava jednoosnom opterećenju do loma. ASTM E8 opisuje zahteve za geometrije uzoraka, kao i za brzine ispitivanja, postupke kontrole i merenje napona.
- Ispitivanje zatezanja počinje proizvodnjom u skladu sa standardom i tačnim merenjem početnog poprečnog preseka uzorka.
- Uzorak se zatim steže u odgovarajuće čeljusti i poravnava centralno.
- Tokom opterećenja, sila i naprezanje se kontinuirano mere. U zavisnosti od izabrane metode kontrole, kontrola se postiže brzinom napona (Metoda A), brzinom deformacije (Metoda B) ili brzinom grede (Metoda C). Kada se dostignu granica popuštanja i vrednosti pomeranja popuštanja, brzina ispitivanja može se povećati u skladu sa standardom.
- Ispitivanje određuje karakteristične vrednosti kao što su tačka popuštanja, granica popuštanja pri pomeranju, zatezna čvrstoća, izduženje pri lomu i smanjenje površine. Da bi se odredilo smanjenje površine, može se izmeriti i poprečni presek na mestu preloma.
Merenje poprečnog preseka
Samo merenje poprečnog preseka određuje tačnost svih parametara povezanih sa naponom. Sa mernim sistemima CMU30 i CMU80, površina poprečnog preseka može se automatski meriti i u pravcu debljine i u pravcu širine sa submikrometarskom rezolucijom i izuzetno visokom tačnošću. Izmerene vrednosti se direktno prenose u softver za ispitivanje testXpert, čime se eliminišu greške u prenosu i uticaj operatera.
Izbor okvira za merenje opterećenja i merne ćelije
Izbor mašine za ispitivanje često se svodi na maksimalni potrebni opseg sile. Međutim, u praksi, prava kombinacija okvira za opterećenje (univerzalna mašina za ispitivanje), mernih ćelija, čeljusti/nosača za uzorke i ekstenziometara, određuje da li se ispitivanja mogu efikasno i reproduktivno izvršiti. Proces selekcije stoga počinje očekivanim opsegom sile uzoraka. Na osnovu toga, biraju se odgovarajući okvir za opterećenje, odgovarajuće čeljusti i optimalna merna ćelija.
Jedna prednost koncepta modularnog sistema za ispitivanje kompanije ZwickRoell jeste to što se praktično svaki ekstenziometar može kombinovati sa skoro svakim okvirom za opterećenje. Ovo omogućava fleksibilno prilagođavanje sistema za ispitivanje različitim materijalima, geometrijama uzoraka i zahtevima standarda. Istovremeno, sve merne ćelije su kalibrisane sa tačnošću od 0,2% njihove nominalne sile. Na primer, merna ćelija od 100 kN može precizno da meri čak i sa ispitnim opterećenjem od samo 200 N. Ovo omogućava ispitivanje i malih i velikih uzoraka na istoj mašini za ispitivanje materijala, u skladu sa standardima, bez ugrožavanja tačnosti.
Hvatanje i poravnavanje uzorka
Prilikom hvatanja uzorka, važno je izbegavati savijanje, prethodno naprezanje i klizanje.
Za standardna ispitivanja metala prema metodi A (napon-brzina), klinaste čeljusti su praktična opcija i najisplativije rešenje u portfoliju. Međutim, za metodu B prema ASTM E8/E8M, preporučuju se čeljusti sa principom body-over-wedge ili čeljusti sa paralelnim zatvaranjem kako bi se postigli najpouzdaniji i najreproduktivniji rezultati ispitivanja.
Sa našom laboratorijom za ispitivanje aplikacija i Xperience centrom širom sveta, stručnjaci su vam na raspolaganju i pronalaze pravo rešenje za vaš individualni zadatak ispitivanja kroz individualne konsultacije, demonstracije na licu mesta i onlajn podršku.
Brzina ispitivanja i izbor metode kontrole
Brzina ispitivanja ima direktan uticaj na utvrđena svojstva materijala. Posebno kod materijala osetljivih na brzinu deformacije, različite brzine mogu dovesti do različitih granica popuštanja, vrednosti deformacije i čvrstoća. ASTM E8 / ASTM E8M opisuje tri metode kontrole za ovo (više informacija o metodama kontrole i njihovoj pogodnosti možete pronaći u Često postavljena pitanja):
- Kontrola brzine naprezanja (Metoda A)
- Kontrola brzine deformacije (Metoda B)
- Kontrola brzine poprečne glave (Metod C)
ZwickRoell sistemi za ispitivanje podržavaju sve metode kontrole opisane u standardu, omogućavajući tako implementaciju širokog spektra zahteva za ispitivanje u skladu sa standardom.
Za metodu B koja je preferirana u standardu, ZwickRoell sistemi za ispitivanje omogućavaju preciznu kontrolu brzine deformacije u sistemu zatvorene petlje. U kombinaciji sa optičkim ili kontaktnim ekstenziometrima, stvarna brzina deformacije se kontinuirano prati i automatski podešava. Iako standard dozvoljava relativno velike tolerancije od +/- 20% u brzini deformacije (pri brzini deformacije od 0,015 ± 0,006 inča/inča/min ili mm/mm/min kako je navedeno u ASTM E8), ZwickRoell sistemi obično postižu tačnost od 3% ili bolje. Ovo povećava reproduktivnost rezultata i osigurava da se izabrana brzina ispitivanja pouzdano održava čak i sa različitim materijalima.
Sa našim testXpert softverom za ispitivanje, stopa deformacije se uvek može pratiti.
- Crvena linija (1) prikazuje ASTM E8 definisani raspon tolerancije (40% podešene brzine).
- Zelena isprekidana linija predstavlja uži opseg tolerancije od 5%, što je merilo koje koriste ZwickRoell sistemi za ispitivanje da bi bili sigurni u slučaju nepredviđenih događaja. Dobra kontrola brzine deformacije karakteriše (2) mala ulazna fluktuacija i (3) stabilna kontrola brzine. Važan zahtev za ovo je prilagodljivi kontroler.
Izbor ekstenziometara
Merenje napona je jedna od odlučujućih varijabli koje utiču na ispitivanje zatezanja prema ASTM E8 / ASTM E8M.. Standard dozvoljava različite metode za određivanje izduženja – od ručnog merenja izduženja pri lomu nakon ispitivanja, preko kontaktnih ekstenziometara (clip-on ekstenziometar ili makroXtens ekstenziometar sa hvataljkama) do optičkih ekstenziometara (idealno sa rešenjem bez tragova kao što je videoXtens), koji snimaju izduženje bez kontakta tokom celog ispitivanja.
- Ručno određivanje izduženja pri kidanju nakon ispitivanja povezano je sa relativno velikim uticajem operatera. Čak i mala odstupanja prilikom spajanja fragmenata ili očitavanja merne dužine mogu uticati na rezultat.
- Kontaktni ekstenziometri pružaju precizne vrednosti izduženja tokom ispitivanja, ali ih operater mora pravilno pozicionirati i mogu prouzrokovati dodatni napor, posebno kod osetljivih ili malih uzoraka.
ZwickRoell-ovo preferirano rešenje su optički ekstenziometri.. Oni detektuju izduženje direktno na uzorku bez kontakta i nezavisno od operatera.
- Kao rezultat toga, dužina merača i položaj merenja su jasno definisani i reproducibilni u svakom trenutku..
- Istovremeno, optički ekstenziometri podržavaju kontrolu brzine deformacije prema metodi B koju preferira ASTM E8, jer se izduženje beleži kontinuirano i sa velikom preciznošću.
- Još jedna prednost je što se raspodela naprezanja može zabeležiti po celom uzorku. To znači da su dodatne evaluacije i dalje moguće čak i nakon završetka ispitivanja. U mnogim slučajevima, ručno određivanje izduženja pri lomu takođe se može eliminisati, što eliminiše još jedan potencijalni izvor greške. Ovo smanjuje uticaj operatera, povećava obnovljivost rezultata i pojednostavljuje svakodnevno ispitivanje u laboratoriji.
Video snimci: Ispitivanje prema ASTM E8 sa ZwickRoell-om
Demonstracija ispitivanja zatezanja na metalnim materijalima prema standardima ASTM E8 i ISO 6892-1:
- „Metoda B kontrola brzine deformacije u zatvorenoj petlji“ (odgovara ISO 6892-1 metodi A1) sa ZwickRoell univerzalnom mašinom za ispitivanje AllroundLine, kontaktnim ekstenziometrom makroXtens i beskontaktnim ekstenziometrom videoXtens, uključujući merenje uzorka i procenu rezultata ispitivanja pomoću testXpert
- „Metoda C brzina grede otvorenog kruga“ (odgovara ISO 6892-1 metodi A2) sa univerzalnom mašinom za ispitivanje Proline i clip-on ekstenziometrom
Opcije automatizacije prema ASTM E8
Moderne mašine za ispitivanje materijala danas postižu veoma visok nivo tačnosti. Stoga, u mnogim laboratorijama, više nije sama mašina za ispitivanje najveći uzrok varijacija rezultata, već ručni uticaj tokom sekvence ispitivanja. Čak i mala odstupanja u identifikaciji uzorka, određivanju poprečnog preseka, poravnanju uzorka ili hvatanju mogu umanjiti reproduktivnost rezultata.
Standardizovani i reproducibilni procesi su ključni, posebno kada postoji veliki broj uzoraka ili kada se podaci ispitivanja koriste u petljama kontrole kvaliteta, praćenju procesa ili analizama zasnovanim na veštačkoj inteligenciji. Automatizovani sistemi za ispitivanje smanjuju ove uticajne varijable i obezbeđuju maksimalnu reproduktivnost svih koraka ispitivanja.
Da li razmišljate o automatizovanom ispitivanju metala?
ZwickRoell nudi širok spektar rešenja za automatizaciju u ovu svrhu – od mikro i poddimenzionalnih uzoraka prema ASTM E8, preko standardnih uzoraka lima, do automatizovanih sistema za ispitivanje velikog kapaciteta za debele ploče sa ispitnim opterećenjima do 5 MN. Pored veće obnovljivosti rezultata, automatizacija takođe poboljšava bezbednost na radu, posebno kod teških uzoraka, i smanjuje opterećenje laboratorijskog osoblja.
Saznajte više o opcijama automatizacije u ispitivanju metala Zakažite konsultacije bez obaveza
ASTM E8 sa testXpert softverom za ispitivanje – efikasno i pouzdano ispitivanje
Uz testXpert povećavate efikasnost ispitivanja po ASTM E8. A testXpert pruža pouzdane rezultate ispitivanja, osnovu za odluke na koje možete računati.
- Bez obzira na metodu koju izaberete, svi parametri navedeni u ASTM E8 su uključeni u program ispitivanja sa 100% usklađenošću sa standardima. U unapred konfigurisanom rasporedu, vidite pravu postignutu stopu deformacije unutar tolerancija navedenih standardom.
- Ne trošite nepotrebno vreme na prethodna ispitivanja i ručne proračune za stope deformacije prema ASTM E8. testXpert preuzima automatsko podešavanje svih kontrolnih parametara. Ciljnim pozicijama i vrednostima naprezanja pristupa se sa izuzetnom tačnošću. Promene u svojstvima uzorka se kompenzuju na mreži.
- testXpert obezbeđuje ponovljive rezultate ispitivanja kroz identične uslove ispitivanja preko unapred definisane konfiguracije mašine.
- Za obnovljive rezultate ispitivanja, uticaj operatera je sveden na minimum, na primer kroz našu funkciju upravljanja korisnici.
testXpert softver za ispitivanje
Tipične primene za ASTM E8/ASTM E8M
ASTM E8/E8M je jedan od najvažnijih svetskih standarda za karakterizaciju metalnih materijala i namenjen je proizvođačima, prerađivačima, korisnicima i ispitnim laboratorijama kojima je potrebno standardizovano ispitivanje zatezanja metala na sobnoj temperaturi za kvalifikaciju materijala, kontrolu kvaliteta, sertifikaciju i inženjerski dizajn:
- Kvalifikacija materijala novih metalnih legura
- Kontrola kvaliteta u proizvodnji metala
- Ulazna inspekcija robe poluproizvoda
- Prijemna ispitivanja u vazduhoplovnim primenama
- Razvoj i istraživanje materijala
- Dokaz mehaničkih svojstava za kupce i sertifikaciona tela
- Uporedna ispitivanja između serija ili proizvodnih procesa
- Praćenje procesa u serijskoj proizvodnji
Često postavljana pitanja u vezi sa ASTM E8
Strogo govoreći, ovaj ASTM standard uključuje dva standarda, pa se stoga ASTM E8 mora razlikovati od ASTM E8M. Dok se ASTM E8 odnosi na merne jedinice inča i funte, ASTM E8M koristi SI jedinice. Zbog toga vrednosti određene jednim sistemom jedinica nisu potpuno jednake onima koje su određene drugim sistemom jedinica. U praksi, međutim, to obično ne predstavlja problem, jer nema promene između jedinica prilikom određivanja i poređenja karakterističnih vrednosti.
U ovom kontekstu, međutim, važno je napomenuti da se početna merna dužina za okrugle uzorke za određivanje deformacije u ASTM E8 odnosi na 4D, ili četiri puta veći od prečnika okruglih uzoraka, dok se u ASTM E8M odnosi na 5D, ili pet puta veći od prečnika okruglih uzoraka. Mešanje ili neuočavanje ove razlike može dovesti do karakterističnih vrednosti koje više nisu uporedive.
- Različite metode ispitivanja i definicije: Iako oba standarda ispitivaju isti materijal, karakteristične vrednosti (npr. izduženje ili granica popuštanja) su definisane i procenjene različito – direktna reproduktivnost je stoga ograničena.
- Različite brzine ispitivanja: ISO 6892-1 precizno određuje brzine ispitivanja u zavisnosti od materijala, dok ASTM E8 dozvoljava veće tolerancije – ovo može merljivo uticati na rezultate.
- Različite metode i oznake kontrole: Dodela tipa kontrole (npr. kontrola brzine deformacije u zatvorenoj petlji je označena u ASTM E8 kao Metoda B, a u ISO 6892-1 kao Metoda A1) se različito naziva između ISO i ASTM, što često dovodi do zabune.
- Razlike u uzorcima i metodama merenja: Uprkos delimično usklađenim geometrijama uzoraka, detalji se razlikuju u dimenzijama, nesigurnostima merenja i merenju poprečnog preseka.
- Različito određivanje vrednosti deformacije: Određivanje ravnomernog izduženja i izduženja pri lomu vrši se prema različitim metodama, što dovodi do različitih rezultata, posebno kod duktilnih materijala.
- Različite definicije rezultata: Termini kao što su zatezna čvrstoća (Rm u odnosu na TS) ili vrednosti deformacije nisu metodološki identični, čak i ako zvuče slično.
Kratak rezime: ISO 6892-1 i ASTM E8 su uglavnom usklađeni, ali nisu identični – čak i male razlike u metodologiji i proceni mogu dovesti do značajno različitih rezultata ispitivanja.
Više informacija možete pronaći u našem blog postu ASTM E8 u odnosu na ISO 6892-1 ili u snimku vebinara.
Ukratko, razlika je:
- Izduženje pri lomu
Ovo je izduženje u tačnom trenutku kada se uzorak slomi. Stoga se beleži tokom tekućeg ispitivanja, obično ekstenziometrom ili optičkim sistemom za merenje. - Izduženje nakon loma
Izduženje određeno nakon lomljenja spajanjem polomljenih delova uzorka i ručnim ili optičkim merenjem produženja merne dužine.
Zašto je razlika važna?
Razlika u normativnom kontekstu standarda ASTM E8 / E8M je važna jer izduženje nakon lomljenja može više zavisiti od uticaja operatera i pravilnog ručnog ponovnog merenja, dok izduženje pri lomu više zavisi od mernog sistema koji se koristi tokom ispitivanja. Vrednosti stoga nisu automatski identične, posebno za lokalno suženje, položaj preloma, ručnu povratnu informaciju ili različite metode merenja.
Može postojati širok spektar oblika za zatezne uzorke. ASTM E8 / E8M navodi standardne ravne uzorke za limove i tanke limove, za cevaste proizvode velikih prečnika, za specijalne čeljusti i standardne okrugle uzorke, i određuje odgovarajuće početne dužine merača na koje se odnose sve vrednosti naprezanja. Uz nekoliko izuzetaka, navedene su sve dimenzije koje su potrebne za pripremu uzoraka, ili su naznačene minimalne dimenzije (videti Odeljak 6 Uzorci za ispitivanje standarda ASTM E8/E8M-25).
Date su važne informacije za pripremu uzoraka, koje imaju za cilj da osiguraju da proces uzorkovanja i naknadna priprema uzorka ne utiču na materijal, jer bi to zauzvrat moglo uticati na rezultate ispitivanja zatezanja. Sve površine koje su u procesu obrade uzoraka bile kaljene deformacijom sečenjem ili probijanjem moraju se na odgovarajući način obraditi, ako utiču na svojstva uzorka. Proizvodi sa konstantnim poprečnim presekom (profili, šipke, žice itd.) i liveni uzorci (npr. liveno gvožđe, obojene legure) mogu se ispitivati bez obrade.
Standardni ravni uzorci prema ASTM E8/E8M
| Uzorak / materijal | Debljina lima | Vrsta merenja | ASTM E8 | |
|---|---|---|---|---|
| Ravni zatezni uzorak „Tip lima“* lim, ploče, ravne žice, trake, pravougaonici i profili | 0,13 mm to 19 mm [0,005 inča do 0,750 inča] | Dužina merača G | 50 mm [2,0 inča] |  |
| Širina (W) | 12,5 mm [0,5 inča] | |||
| Uzorak debele ploče „Tip ploče“ lim, profil i ravni materijal | min. 5 mm [0,188 inča] | Dužina merača G | 200 mm [8,0 inča] | |
| Širina (W) | 40 mm [1,5 inča] | |||
| Najmanji uzorak „Manji uzorak“ | maks. 6 mm [0,250 inča] | Dužina merača G | 25 mm [1,0 inča] | |
| Širina (W) | 6,0 mm [0,25 inča] |
* za materijale debljine do 0,15 mm [0,0059 in.] primenjuje se ASTM E345 standard
* Može se koristiti uzorak za ispitivanje zatezanja za opterećenje klinom. Da bi se izbeglo izvijanje prilikom ispitivanja tankih i materijala visoke čvrstoće, može biti potrebno koristiti ploče za učvršćivanje na krajevima vilica.(videti sl. 8, odeljak 6.3 Uzorak tipa lima ASTM E8/E8M-25)
Standardni okrugli uzorci prema ASTM E8 i E8M
| Uzorci | Vrsta merenja | ASTM E8 (4x prečnik) | ASTM E8M (5x prečnik) | |
|---|---|---|---|---|
| Standardni uzorak „Uzorak 1“ | Dužina merača G | 50,0 mm [2,000 inča] | 62,5 mm [2,500 inča] |  |
| Prečnik D | 12,5 mm [0,500 inča] | |||
| Radijus zaobljenja R min. | 10,0 mm [0,375 inča] | |||
| Paralelna dužina A (smanjena dužina preseka) | 56,0 mm [2,25 inča] | 75,0 mm [3,0 inča] | ||
| Mali uzorak proporcionalan standardnom uzorku | ||||
| „Uzorak 2“ | Dužina merača G | 36,0 mm [1,400 inča] | 45,0 mm [1,750 inča] | |
| Radijus zaobljenja R min. | 8,0 mm [0,25 inča] | |||
| Prečnik D | 9,0 mm [0,350 inča] | |||
| Paralelna dužina A (smanjena dužina preseka) | 45,0 mm [1,75 inča] | 54,0 mm [2,0 inča] | ||
| „Uzorak 3“ | Dužina merača G | 24,0 mm [1,000 inča] | 30,0 mm [1,250 inča] | |
| Prečnik D | 6,0 mm [0,250 inča] | |||
| Radijus zaobljenja R min. | 6,0 mm [0,188 inča] | |||
| Paralelna dužina A (smanjena dužina preseka) | 30,0 mm [1,25 inča] | 36,0 mm [1,4 inča] | ||
| „Uzorak 4“ | Dužina merača G | 16,0 mm [0,640 inča] | 20,0 mm [0,800 inča] | |
| Prečnik D | 4,0 mm [0,160 inča] | |||
| Radijus zaobljenja R min. | 4,0 mm [0,156 inča] | |||
| Paralelna dužina A (smanjena dužina preseka) | 20,0 mm [0,75 inča] | 24,0 mm [1,0 inča] | ||
| „Uzorak 5“ | Dužina merača G | 10,0 mm [0,450 inča] | 12,5 mm [0,565 inča] | |
| Prečnik D | 2,5 mm [0,113 inča] | |||
| Radijus zaobljenja R min. | 2,0 mm [0,094 inča] | |||
| Paralelna dužina A (smanjena dužina preseka) | 16,0 mm [0,625 inča] | 20,0 mm [0,75 inča] | ||
Poseban fokus je na brzini ispitivanja. ASTM E8 i ASTM E8M podržava pet različitih načina specificiranja ispitnih brzina. Oni su označeni kao
- Brzina deformacije uzorka
- Brzina naprezanja uzorka
- Brzina grede
- Proteklo vreme za završetak dela ili celog ispitivanja
- Brzina slobodnog kretanja grede (brzina kretanja grede mašine za ispitivanje kada nije pod opterećenjem)
Za određivanje takozvanih svojstava popuštanja, odnosno čvrstoće popuštanja, izduženja tačke popuštanja i ofset prinosa, generalno svih karakterističnih vrednosti koje se odnose na promenu ponašanja materijala od elastičnog do plastičnog, važno je definisati odgovarajuću kontrolu ispitne brzine. Zato što u slučaju metalnih materijala, ove karakteristične vrednosti mogu značajno da zavise od stvarne brzine ispitivanja, i stoga se ispitne brzine moraju održavati unutar određenih tolerancija. ASTM E8 i ASTM E8M uzimaju to u obzir sa tri različite metode kontrole. One su označene kao metoda A, B i C.
Kontrola metode B:
Preporučena metoda | Kontrola metode C:
| Kontrola metode A:
|
|
|
|
Metoda C se zasniva na konstantnoj brzini grede.
- Brzina grede se podešava i održava konstantnom tako da početna paralelna dužina uzorka bude podvrgnuta izduženju od 0,015 ± 0,003 in./in./min ili mm/mm/min.
- Ova metoda se preporučuje ako se materijal ne deformiše kontinuirano.
- Metoda C je namenjena mašinama bez digitalnih kontrola ili visokokvalitetnih pogonskih sistema, ali se više ne smatra najsavremenijom tehnikom.
Metoda A se zasniva na povećanju zateznog napona tokom primene opterećenja.
Odlučujući faktor je da ovo nije ispitivanje kontrolisani silom. Umesto toga, mašina za ispitivanje treba da radi konstantnom brzinom grede ili aktuatora koja generiše definisanu brzinu naprezanja u uzorku (npr. 11 MPa/s). Pošto je formulacija u standardu ponekad nejasna, ovaj zahtev se povremeno pogrešno tumači. Posebno se pogrešno pretpostavlja da je potrebna kontrola sile. Međutim, upotreba takve kontrole sile može dovesti do značajno iskrivljenih i neupotrebljivih rezultata ispitivanja.
- U linearnom elastičnom delu ispitivanja zatezanja, odnosno na samom početku ispitivanja, brzina primene naprezanja mora biti između 1,15 i 11,5 MPa/sec (to odgovara 10000 i 100000 psi/min).
- Međutim, jasno je navedeno u ASTM E8 i ASTM E8M da ove specifikacije i metoda ne podrazumevaju da povećanje napona treba da bude konstantno do tačke plastičnog ponašanja ili da se kontrola povećanja sile u zatvorenoj petlji može primeniti izvan opsega linearne elastičnosti.
- U praktičnoj primeni, Metoda A se koristi za standardne metale sa relativno stabilnim elastičnim ponašanjem, npr. konstrukcione čelike, kaljene i otpušene čelike ili mnoge obojene metale, kada nije dostupan sistem za ispitivanje kontrolisanim deformacijom. Međutim, ispravno podešavanje zahteva iskustvo i dobro poznavanje krutosti sistema.
Metoda B se zasniva na kontroli brzine deformacije ili brzine deformacije (kontrola brzine deformacije) tokom primene opterećenja.
- Mašina za ispitivanje održava konstantnu brzinu deformacije zatvorene petlje korišćenjem ekstenziometra da kontinuirano daje vrednosti deformacije koje se koriste za izračunavanje precizne brzine deformacije.
- Standard specificira brzinu deformacije od 0,015 ± 0,006 in./in./min ili mm/mm/min, što odgovara toleranciji od 40% pri postavljanju brzine deformacije.
- Smatra se preferiranom metodom za skoro sve metalne materijale, posebno za čelike visoke čvrstoće, legure aluminijuma, legure titanijuma, legure na bazi nikla i materijale osetljive na brzinu deformacije.
Kontrola brzine deformacije povećava pouzdanost rezultata ispitivanja i obezbeđuje obnovljivost. Karakteristične vrednosti metalnih materijala u velikoj meri zavise od brzine deformacije. Obično, što je veća stopa deformacije, to su veće vrednosti čvrstoće. Legure i druge karakteristike proizvoda takođe utiču na zavisnost od brzine deformacije.
Posebne prednosti pruža kontrola brzine deformacije zatvorene petlje za koju se koristi adaptivni kontroler za automatsko održavanje tačne brzine deformacije:
- Ušteda vremena: sistem automatski postavlja tačnu stopu naprezanja, bez intervencije korisnika.
- Jednostavno pouzdan: ovo takođe eliminiše greške prilikom podešavanja parametara
- Preciznost: adaptivni kontroler sprečava prekoračenje stopa deformacije, održavajući ih konstantnim i dobro u granicama tolerancije, tako da stopa deformacije takođe ostaje u granicama tolerancije u slučaju nepredviđenih događaja.
Ova metoda zahteva sistem za ispitivanje opremljen kontrolnom tehnologijom, koji međutim značajno pojednostavljuje rad ispitivanja.
