ASTM E21 – Ispitivanje zatezanja na povišenoj temperaturi na metalima
ASTM E21 standard opisuje jednoosno ispitivanje zatezanja na povišenoj temperaturi/vruće ispitivanje zatezanja na metalnim materijalima. Ispitivanje se koristi za određivanje karakterističnih vrednosti uključujući zateznu čvrstoću, tačku popuštanja, ofset prinos, deformaciju pri lomu i smanjenje površine.
Ova mehanička svojstva materijala karakterišu materijalno ponašanje metala u smislu čvrstoće i duktilnosti. Pored toga, određivanje temperaturne zavisnosti metala u njihovim brojnim različitim primenama je od važnog značaja. Da bi se istražila ova zavisnost između metala i povišene temperature, moraju se izvršiti različita ispitivanja zatezanja na različitim nivoima vruće temperature.
Karakteristične vrednosti Mašina za ispitivanje Temperatura Merenje deformacije Uzorci Brzina ispitivanja Deformacija pri lomu i smanjenje površine Srodni proizvodi za vruće ispitivanje zatezanja
ASTM E21: Zahtevi za mašinu za ispitivanje
ASTM E21 zahteva optimalno i precizno poravnanje mašine za ispitivanje pri primeni opterećenja na zahvaćeni uzorak. Mašina za ispitivanje i čeljusti moraju opteretiti precizno obrađeni uzorak na način da maksimalno naprezanje savijanja ne prelazi 10% aksijalnog naprezanja. Treba napomenuti da provera ovih uslova na povišenoj temperaturi nije moguća u praksi i da se stoga može izvršiti na sobnoj temperaturi. U ovom kontekstu, upućuje se na ASTM E1012.
ASTM E21: Zahtevi za temperaturno ispitivanje
Vruće ispitivanje zatezanja prema ASTM E21 se izvodi na povišenim temperaturama. Za razliku od ASTM E8/E8M standarda, podrazumeva se temperatura iznad sobne temperature, odnosno viša od 38 °C ili 100 °F. Temperatura se meri pomoću termoparova sa dovoljnom osetljivošću i pouzdanošću.
Pri merenju temperature prema ASTM E21 moraju se poštovati sledeće granice:
- Navedene temperature manje od ili jednake 980 °C: ±3 °C, (< 1800 °F: ±5 °F)
- Navedene temperature veće od 980 °C: ±6 °C, (> 1800 °F: ±10 °F).
Termoparovi koji se koriste za merenje temperature moraju se proveravati na godišnjem nivou, a ako je potrebno, moraju se ponovo kalibrisati prema ASTM E220.
Merenje deformacije prema ASTM E21
Prilikom odabira ekstenziometra, preporučuje se korišćenje standarda ASTM E83 kako bi se ispunili zahtevi za osetljivost i tačnost. Da bi se odredio ofset prinos (Rp0,1 i više), potreban je ekstenziometar klase B-2. Važno je napomenuti da usaglašenost sa zahtevima treba proveriti pod uslovima povišene temperature. Jedan od ovih ispitivanj može biti određivanje nagiba krive napon-deformacija, koji treba da bude unutar 10% modula elastičnosti (nominalne vrednosti) ispitivanog materijala.
Za merenje deformacije, ASTM E21 eksplicitno se bavi pozicioniranjem oznaka uzorka na ivicama noža ekstenziometra i temperaturnih senzora. Ako za ove specifikacije postoji potreba da se odstupi od standarda, to se mora prijaviti, au slučaju ispitivanja prihvatanja, mora se unapred dogovoriti.
Standard ASTM E21 zahteva da izabrani ekstenziometar može da odredi stope deformacije. Pored toga, važno je napomenuti da određivanje modula elastičnosti nije uključeno u ovaj standard i da se ne uzimaju u obzir uslovi ispitivanja pri brzom zagrevanju ili visokim stopama deformacije. Važno je, međutim, napomenuti da su karakteristične vrednosti naznačene u jedinicama inča i funti u skladu sa standardom.
ASTM E12: Oblici uzoraka
Oblici uzoraka koji se koriste za ASTM E21 su specificirani u standardu ASTM E8 i ASTM E8M—ovi uzorci su takođe u osnovi pogodni za ispitivanja zatezanja na povišenim temperaturama.
Tipični oblici uzoraka za ispitivanje vrućeg zatezanja prema ASTM E21 su:
- Okrugli uzorci sa krajevima sa navojem
- Okrugli uzorci sa ramenim krajevima
- Ravni uzorci sa pinom za zaključavanje
Brzine ispitivanja prema ASTM E21
Prilikom određivanja tačke popuštanja i ofset prinosa, ASTM E21 standard zahteva da se brzina deformacije od 0,005 ± 0,002 in./in./min ili mm/mm/min (što odgovara 0,000083 ± 0,000033/sec) održava unutar smanjene paralele odeljak.
Nakon što se odrede tačka popuštanja i ofset prinosa, brzina ispitivanja se može povećati na 0,05 ± 0,01 in./in./min ili mm/mm/min (što odgovara 0,00083 ± 0,00017 / sec). Ispitna brzina (brzina deformacije ili brzina grede) mora biti zabeležena.
Nakon utvrđivanja tačke popuštanja i ofset prinosa, i kada se potvrdi da je brzina grede stabilna u okviru gornjih tolerancija, brzina grede u in./min ili mm/min se takođe može izračunati iz smanjenog paralelnog preseka (inči ili mm ) množenjem sa 0,05. Ovo se odnosi na sve oblike uzoraka opisane u ASTM E8/E8M.
Primer: Ako je smanjeni paralelni presek (ranije takođe nazivan ispitnom dužinom) dugačak 4 inča, tada se mora podesiti brzina grede od 0,2 in./min; a za smanjeni paralelni presek dužine 100 mm brzina grede 5 mm/min. mora biti postavljeno.
Ako treba snimiti potpunu krivu napon-deformacija, tada se ispitna brzina od 0,005 ± 0,002 in./in./min. ili mm/mm/min. može se održavati tokom celog ispitivanja zatezanja.
Ako određivanje tačke popuštanja i ofset prinosa nije potrebno, upotreba ekstenziometra takođe nije apsolutno neophodna. Brzina poprečne glave tada se mora podesiti tako da se tokom ispitivanja zatezanja može postići brzina deformacije od 0,05 ± 0,01 in./in./min ili mm/mm/min.
Da bi se u početnom delu krive napon-deformacija uzelo u obzir ponašanje ispitnog rasporeda za određivanje tačke popuštanja i ofset prinosa, podešena vrednost za brzinu deformacije može se malo korigovati naviše. Specifična referenca je data u ASTM E21. Iznad tačke popuštanja i ofset prinosa, nekorigovana podešena vrednost mora se ponovo primeniti.
Deformacija pri lomu i smanjenje površine
Ručno merenje deformacije pri lomu se vrši na sobnoj temperaturi. Merenje rastojanja između prethodno primenjenih oznaka merača treba da se izvrši na najbližih 0,01 inča ili 0,3 mm.
Ručno merenje za određivanje smanjenja površine se takođe vrši na sobnoj temperaturi. Krajevi slomljenog okruglog uzorka moraju se pažljivo spojiti, a minimalni prečnik se meri na najbližih 0,01 inča ili 0,3 mm. Ako poprečni presek loma nije okrugao, izvršite dovoljna merenja da biste utvrdili smanjenje površine.
Sadržaj izveštaja o ispitivanju je naveden i detaljno opisan. Važno je da izveštaj o ispitivanju odražava uslove ispitivanja i merenja što je preciznije moguće. U slučaju deformacije pri lomu, eksplicitno se navodi potreba za specifikacijom nakon merenja pri lomu i merenja nakon loma. Takođe na koju se početnu dužinu poziva: za pravougaone uzorke (npr. 2 in. ili 50 mm) i veoma važno za okrugle uzorke prečnika 4x ili 5x.
