ISO 6892-1 Ispitivanje zatezanja na metalima na temperaturi okoline
Standard DIN EN ISO 6892-1 za ispitivanje zatezanja metala standardizuje ispitivanje zatezanja metala ili čelika na temperaturi okoline i definiše vrednosti mehaničkih karakteristika.
Cilj i aplikacije ISO 6892 po temperaturnom opsegu Karakteristične vrednosti Video snimci / pokretanje ispitivanja Merenje sile/produženja Brzina ispitivanja Kontrola brzine deformacije Ispitni softver Ispitni sistemi
Cilj i primena standarda ISO 6892-1
Ispitivanje zatezanja je najvažnije i najčešće korišćeno mehaničko-tehnološko ispitivanje širom sveta, koje se koristi za određivanje vrednosti karakteristika čvrstoće i deformacije za primene metala koje su od presudnog značaja u projektovanju i konstrukciji komponenti, robe, mašina, vozila i zgrada.
Ispitni zadatak je da se pouzdano i obnovljivo utvrde vrednosti karakteristika materijala i postigne međunarodna uporedivost.
Ispitivanje jednoosnog zatezanja je metoda koja se koristi za određivanje karakterističnih vrednosti za tačku popuštanja ili otklona popuštanja, zateznu čvrstoću i deformaciju pri lomu. Pored toga, određuju se niža tačka popšutanja, produženje tačke popuštanja i produženje pri maksimalnoj sili.
Ispitivanje zatezanja na metalima prema ISO 6892 – diferencijacija na osnovu temperaturnog opsega
U ispitivanju zatezanja na metalima, standard razlikuje četiri temperaturna opsega u kojima se vrše ispitivanja zatezanja: sobna temperatura, povišena temperatura, niska temperatura i temperatura tečnog helijuma. Različiti temperaturni rasponi i tečni helijumski medijum nameću veoma različite zahteve za sisteme za ispitivanje i metodu ispitivanja, uključujući uzorke koji se pripremaju. Stoga je međunarodni ISO standard podeljen na četiri različita dela, od kojih se svaki odnosi na jedan od gore navedenih temperaturnih opsega:
- ISO 6892-1 metoda ispitivanja na sobnoj temperaturi
- ISO 6892-2 Metoda ispitivanja na povišenoj temperaturi
- ISO 6892-3 metoda ispitivanja na niskim temperaturama
- ISO 6892-4 metoda ispitivanja u tečnom helijumu
Pored ovih međunarodno prihvaćenih ISO standarda, nacionalni standardi uključujući američki ASTM standard, evropski EN standard, japanski JIS standard i kineski GB/T standard se takođe primenjuju na međunarodnom nivou. Za specijalizovane oblasti primene, tj. vazduhoplovstvo, dodatni specifični standardi mogu biti važni ili potrebni.
DIN EN ISO 6892-1: Važne karakteristične vrednosti
Ispitivanje zatezanja metala ili metalnih materijala, uglavnom se zasniva na standardima DIN EN ISO 6892-1 i ASTM E8. Oba standarda određuju oblike uzoraka i odgovarajući proces ispitivanja. Cilj standarda je da definišu i uspostave metod ispitivanja na takav način, da čak i kada se koriste različiti sistemi ispitivanja, karakteristične vrednosti koje treba odrediti ostanu obnovljive i tačne. Ovo takođe znači da se standardni zahtevi bave važnim uticajnim faktorima i generalno formulišu zahteve na takav način da postoji dovoljno prostora za tehničku realizaciju i inovacije.
Važne karakteristične vrednosti u vezi sa ispitivanjem zatezanja na metalima prema ISO 6892-1 uključuju:
- Tačka popuštanja; tačnije gornja i donja tačka popuštanja (ReH and ReL)
- Ofset prinos; generalno se određuje kao tačka popuštanja zamene pri plastičnom izduženju od 0,2 % (Rp0,2).
- Produžetak tačke popuštanja; tačnije proširenje tačke popuštanja ekstenziometra, jer se može odrediti samo korišćenjem ekstenziometra (Ae)
- Zatezna čvrstoća(Rm)
- Uniformisani nastavak (Ag)
- Deformacija pri lomu (A), pri čemu su normativne specifikacije u pogledu dužine merača od značajnog značaja
Zatezna čvrstoća sa različitim kaljenjem materijala
Za metalne materijale sa izraženom tačkom popuštanja, zatezna čvrstoća (maksimalna zatezna sila) se definiše kao najveća dostignuta sila posle gornje tačke popuštanja. Maksimalna zatezna sila nakon prekoračenja granice popuštanja takođe može ležati ispod granice popuštanja za slabo kaljene materijale, pa je zatezna čvrstoća u ovom slučaju niža od vrednosti za gornju tačku popuštanja.
Slika krive deformacije naprezanja pokazuje krivu sa visokim stepenom očvršćavanja (1) i sa veoma niskim stepenom očvršćavanja (2) nakon tačke popuštanja.
Za metale sa tačkom popuštanja i naknadnim naponom, s druge strane, zatezna čvrstoća odgovara naponu na tački popuštanja.
Tačka popuštanja (ReH i ReL), ofset prinos (Rp i Rt) i zatezna čvrstoća (Rm)
Za određivanje čvrstoće popuštanja i zatezne čvrstoće potrebno je samo precizno merenje sile, dok je za sve ostale karakteristične vrednosti neophodno (automatsko) merenje deformacije ekstenziometrom tokom ispitivanja ili ručno merenje deformacije nakon uklanjanja uzorka ili ostataka uzorka.
Deformacija pri lomu A ili At
Deformacija pri lomu A ili At je merenje duktilnosti, ili svojstva tečenja materijala.
Savremeni algoritmi, koji automatski analiziraju krivu napon-deformacija, obezbeđuju pouzdanu specifikaciju tačke loma i tačno određivanje deformacije pri lomu. Lokacija loma duž uzorka, tačnije duž paralelne dužine uzorka, takođe je važna za pouzdano i tačno određivanje deformacije pri lomu. Ako prelom ili tačka loma nisu unutar granične dužine ekstenziometara kontaktnog tipa, plastična deformacija koja se javlja tokom grlića i tačka loma ne mogu se tačno odrediti. Savremeni algoritmi za procenu procenjuju tačku kvara, ili tačku loma, u odnosu na merne tačke ekstenziometra i označavaju nepouzdanu deformaciju pri vrednosti loma.
Sa optičkim, beskontaktnim ekstenziometrima, koji beleže celu paralelnu dužinu uzorka, može se odrediti tačka kvara ili loma. Ako je tačka loma izvan početne dužine merača, prema ISO 6892-1:2017 Dodatku I, naprezanje pri lomljenju se ipak može odrediti, ako je uzet u obzir i izmeren odgovarajući broj oznaka merača tokom ispitivanja. laserXtens Array kao i videoXtens Array pružaju opciono rešenje za ovaj zadatak. Njihovom upotrebom, naprezanje pri lomljenju se automatski određuje i pouzdano i tačno na 100% uzoraka.
JIS Z2241 pruža klasifikaciju tačke prekida. Ovo se obično radi ručno putem vizuelnog ispitivanja ili odvojenim beskontaktnim merenjem. Obe metode zahtevaju osoblje i vreme. Sa savremenim optičkim, beskontaktnim ekstenziometrima, ovaj zadatak se automatski rešava za ispitivanja zatezanja: indikacija (u zavisnosti od tačke loma A, B ili C) je tada deo utvrđenih i zabeležnih rezultata.
Video snimci: Izvođenje ispitivanja, ispitivanje zatezanja na metalu prema ISO 6892-1
Izvođenje ispitivanja zatezanja prema ISO 6892-1 Metodi A1 i A2 sa mašinom za ispitivanje zatezanja i makroXtens ekstenziometrom
Ispitivanje ili zahtevi za ispitnu opremu
Prilikom određivanja karakterističnih vrednosti definisanih u ISO 6892-1, ključnu ulogu imaju precizno merenje sile i merenje produžetka uzorka pod dejstvom sile (merenje deformacije). Jednako je važna i brzina ispitivanja koja je navedena u standardu u dve različite metode. Pravi se razlika između metode B (preko povećanja primene naprezanja) i metode A (preko brzina deformacije). Metod A - a ovde Metod A1 putem automatizovane kontrole brzine deformacije pomoću signala ekstenziometra (zatvorena petlja) je najlakši i najprecizniji metod. ZwickRoell oprema za ispitivanje je dizajnirana i specijalizovana za ovu svrhu.
Zahtev za merenje sile i merenje istezanja
Najvažniji i najjasnije opisivi zahtevi odnose se i na merenje sile i merenje proširenja uzorka pod dejstvom sile.
- Za merenje sile, serija standarda ISO 6892 se odnosi na ISO 7500-1. Kalibracija i verifikacija sistema za merenje sile za mašine za ispitivanje zatezanja i sabijanja, i zahtevaju najmanje klasu 1.
- Za merenje produžetka, serija standarda ISO 6892 se odnosi na ISO 9513. Kalibracija ekstenziometarskih sistema koji se koriste u jednoaksijalnom ispitivanju, i zahtevaju najmanje klasu 1 za određivanje ofset prinosa; za merenje drugih karakterističnih vrednosti (sa proširenjima većim od 5%) može se primeniti klasa 2.
Procesi kalibracije, a posebno rezultati i definicije klasifikacija, opisani su u standardima za merenje sile i merenja proširenja. Ovo poslednje je ključno za primenu u praksi ispitivanja. Maksimalna dozvoljena odstupanja i rezolucije mogu se izvesti kroz pripadnost kalibrisanom mernom sistemu, koji se moraju koristiti za određivanje merne nesigurnosti mernog sistema.
- ASTM E8 se odnosi na ASTM E4 za merenje sile,
- i za merenje proširenja prema ASTM E83.
- Međunarodno primenjeni standardi se ponekad razlikuju po strukturi svog sadržaja, ali su po svojoj definiciji i zahtevima usklađeni tako da relevantne karakteristične vrednosti dobijene ispitivanjem zatezanja ne odstupaju značajno jedna od druge.
Jedan izuzetak koji treba napomenuti je evaluacija, a sa tim i klasifikacija ekstenziometara. Dok se ISO 9513 odnosi na podešenu vrednost koju treba postići za odstupanje, ASTM E83 takođe uzima u obzir odnos prema početnoj dužini merača. Ekstenziometar koji je namenjen za male početne dužine merača mora da ispunjava veće zahteve za merenje nego onaj za veće početne dužine merača.
Karakteristične vrednosti za koje se zahteva upotreba ekstenziometra najmanje klase 1 prema ISO 9513 za ispitivanje zatezanja metala su:
- Početni gradijent krive napon-deformacija mE
- Ofset prinos Rp i Rt
Karakteristične vrednosti za koje se zahteva upotreba ekstenziometra najmanje klase 2 prema ISO 9513 za ispitivanje zatezanja metala su:
- Tačka popuštanja produžetka Ae
- Ujednačeno proširenje Ag i Agt, kao i
- Opseg platoa e oko zatezne čvrstoće Rm ili maksimalne zatezne sile Fm
- Deformacija pri lomu A i At
Uticaj ispitne brzine na tačku popuštanja (ReH i ReL) i ofset prinos (Rp i Rt)
Za tačno određivanje tačaka popuštanja (ReH i ReL) i ofset prinosa (Rp i Rt), osim preciznog merenja sile i deformacije, od velikog značaja su i ispitne brzine. Standard razlikuje dve metode za podešavanje brzine ispitivanja: u metodi B, ona se kontroliše povećanjem napona, u metodi A brzinom deformacije. Metoda A, gde se uzimaju u obzir brzine deformacije, preporučuje se iz sledećih razloga:
- Metalni materijali menjaju svoje karakteristične vrednosti kada se promene brzine naprezanja pri kojima se vrše ispitivanja.
- Kao opšte pravilo, veće stope deformacije rezultiraju većim vrednostima čvrstoće.
- U zavisnosti od legure i kvaliteta proizvoda metalnog materijala, zavisnost od brzine deformacije može biti veoma značajna i van granica specifikacije za odgovarajuće kvalitete.
| Brzine ispitivanja prema ISO 6892-1 |
|---|
| Metoda A1: Kontrola brzine deformacije zatvorene petlje | Metoda A2: Kontrola brzine deformacije otvorene petlje | Metoda B: brzina napona |
| Nije potrebno prethodno ispitivanje/podešavanje (prilagodljivi kontroler) | Potrebno prethodno ispitivanje i podešavanje (određivanje sistema za ispitivanje i krutosti uzorka) | Potrebno prethodno ispitivanje i podešavanje (određivanje sistema za ispitivanje i krutosti uzorka) |
Kontrola brzine deformacije zatvorene petlje je najlakša i najpreciznija metoda
Kontrola brzine deformacije značajno poboljšava pouzdanost rezultata ispitivanja pri određivanju čvrstoći popuštanja i vrednosti pomeranja materijala. ISO 6892-1 predstavlja dve metode za sprovođenje kontrole putem brzine deformacije:
- Metoda A1 - automatska kontrola brzine deformacije korišćenjem signala ekstenziometra (zatvorena petlja)
- Metoda A2 - ručno podešavanje kroz predizbor brzine grede, pri kojoj se tada postiže tačna brzina deformacije za određivanje karakteristične vrednosti (otvorena petlja)
Prva metoda koristi savremene tehničke karakteristike koje obezbeđuju pogonski kontroleri — po mogućstvu adaptivni kontroler — da automatski održava brzinu grede u opsegu tolerancije za brzine deformacije koje su navedene u standardu. Ova metoda zahteva sistem za ispitivanje opremljen kontrolnom tehnologijom, ali značajno pojednostavljuje rad ispitivanja i eliminiše greške u podešavanju brzine grede. Stoga se preporučuje ova metoda kontrole.
Uz testXpert, stopa deformacije se uvek može pratiti. Crvena linija (1) prikazuje opseg tolerancije definisan ISO 6892-1 (20% 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.
Kako funkcioniše kontrola brzine deformacije zatvorene petlje u sistemu za ispitivanje?
Za precizno podešavanje stepena deformacije, naš elektronski sistem testControl II kontroliše brzinu mašine za ispitivanje direktnom upotrebom izmerenih vrednosti ekstenziometra. Kontrolni parametri mašine za ispitivanje se automatski izračunavaju i prilagođavaju u realnom vremenu. Ovaj proces se naziva zatvorena petlja sa adaptivnom kontrolom i radi na ZwickRoell mašinama za ispitivanje na 1 kHz. Ovo lako ispunjava standardne zahteve za usklađenost sa stopom deformacije.
Sve je automatski, veoma jednostavno i štedi operateru mnogo vremena u stvaranju pouzdanih rezultata sa malim rasipanjem.
ISO 6892-1 sa testXpert softverom za ispitivanje – efikasno i pouzdano ispitivanje
Uz testXpert povećavate efikasnost ispitivanja na ISO 6892-1. A testXpert pruža pouzdane rezultate ispitivanja, osnovu za odluke na koje možete računati.
- Bez obzira na metodu koju izaberete, svi parametri navedeni u ISO 6892-1 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 ISO 6892-1. 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 standardni ispitni program za ISO 6892-1
Validacija softvera TENSTAND
100% pouzdani rezultati ispitivanja sa validacijom prema ISO 6892-1/TENSTAND.
Rezultati ispitivanja koji su određeni softverom prema standardu ISO 6892-1 mogu se verifikovati i potvrditi pomoću međunarodno koordinisanog skupa podataka i međunarodno koordinisanih rezultata ispitivanja. U evropskom istraživačkom projektu sa akronimom TENSTAND, generisani su i kvalifikovani neobrađeni podaci iz ispitivanja metala. Ovi podaci su korišćeni za određivanje i kvalifikaciju rezultata ispitivanja i opsega rezultata. Sa TENSTAND skupovima podataka i skupovima rezultata, softver za ispitivanje se može brzo i pouzdano verifikovati kroz poređenje rezultata. Nacionalna fizička laboratorija (NPL) u Londonu ima dostupne ove skupove podataka i skupove rezultata.
- Nacionalna fizička laboratorija (NPL) je britanski pandan nemačkom nacionalnom metrološkom institutu Phisikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). On definiše nacionalne standarde koji se primenjuju u oblasti fizike i tehnologije.
- Njene odgovornosti uključuju određivanje osnovnih i prirodnih konstanti, predstavljanje, očuvanje i prenos zakonskih jedinica Međunarodnog sistema jedinica (SI), dopunjenih uslugama kao što su UKAS (United Kingdom Accreditation Service) usluge kalibracije za pravno regulisan sektor.
Pouzdano obnovljivi rezultati ispitivanja sa TENSTAND i testXpert
Proverite rezultate ispitivanja pomoću TENSTAND softverske validacije.
- Otpremite TENSTAND ASCII neobrađene skupove podataka iz NPL-a u testXpert III softver za ispitivanje
- Odredite rezultate ispitivanja iz ovih neobrađenih skupova podataka pomoću testXperta
- Uporedite rezultate sa TENSTAND rezultatima
