ISO/TS 6892-5 Ispitivanje zatezanja metala na minijaturizovanom uzorku
Mini ispitivanje zatezanja, takođe poznato kao minijaturizovano ispitivanje zatezanja ili ispitivanje zatezanja sa minijaturizovanim uzorkom, postaje sve važnije u ispitivanju materijala. Ova metoda nudi značajne prednosti, posebno prilikom karakterizacije materijala visoke i ultra visoke čvrstoće sa ograničenom dostupnošću materijala, uklanjanjem iz komponenti ili u istraživanju i razvoju.
Objavljivanjem ISO/TS 6892-5:2025 (TS=Tehnička specifikacija) prvi put je kreiran međunarodni standard koji definiše specifične zahteve i postupke za ispitivanje zatezanja metala na minijaturizovanim uzorcima, čime se prepoznaje rastući značaj ove varijante ispitivanja u različitim industrijama. ASTM E8/E8M-24, ažuriran u maju 2024. godine, takođe uzima u obzir ovaj trend i posebno je posvećen ispitivanju minijaturnih uzoraka u Prilogu A1.
Primene Izazovi Rezultati - reproduktivnost za standardne uzorke Vrste i dimenzije uzoraka
Saznajte više o našem portfoliju ispitivanja za zatezna ispitivanja na minijaturizovanim uzorcima za zatezanje:
Mašine za ispitivanje Čeljusti Ekstenziometar i DIC Visoka temperatura Automatizacija Zatražite konsultacije Projekti kupaca
Šta je mini ispitivanje zatezanja i gde se koristi?
Mini ispitivanje zatezanja je ispitivanje zatezanja koje se izvodi na uzorcima sa značajno smanjenim dimenzijama. Tipično su to ravni ili okrugli uzorci sa manjim poprečnim presecima i kraćim mernim dužinama. Ova metoda omogućava određivanje mehaničkih svojstava kao što su zatezna čvrstoća, tačka popuštanja i deformacija pri lomu uz minimalnu upotrebu materijala.
Dok standardni ravni uzorci za zatezanje prema ASTM E8 i ISO 6892-1 pružaju merne dužine (L0) od 50,0 mm do 200,0 mm, dozvoljena merna dužina minijaturnih ravnih uzoraka za zatezanje prema ISO 6892-5 je manja od 20 mm, a za okrugle uzorke manja od 15 mm.
Više o geometrijama minijaturnih uzoraka prema ISO i ASTM standardima
U principu, mini ispitivanja zatezanja mogu se izvoditi na svim metalnim materijalima, ali se posebno koriste u sledećim oblastima:
- Istraživanje i razvoj: Prilikom razvoja novih materijala, često su dostupne samo male količine materijala.
- Aditivna proizvodnja: Proizvodnja uzoraka za konvencionalna ispitivanja zatezanja može biti dugotrajna i skupa.
- Materijali visoke čvrstoće: Ispitivanje malih uzoraka smanjuje potrebno opterećenje i omogućava precizna merenja.
- Mega odlivci i druge komponente u automobilskoj industriji: Složene geometrije kod livenih delova šasije ili karoserije omogućavaju uklanjanje samo veoma malih geometrija uzoraka.
Posebni zahtevi za mini ispitivanja zatezanja prema ISO 6892-5 ili ASTM E8 Aneks 1
Uprkos smanjenoj veličini, minijaturizovani ispitivanja moraju biti dizajnirani na takav način da mogu pouzdano i reproduktivno odrediti mehaničke karakteristične vrednosti kao što su zatezna čvrstoća, tačka popuštanja i deformacija pri lomu. Molimo vas da obratite pažnju na sledeće tačke:
- Geometrija uzorka mora biti u skladu sa standardima kako bi se osigurala dobra reproduktivnost.
- Zbog malih dimenzija, precizno poravnanje uzorka u ispitnom rasporedu je neophodno.
- Ispitna brzina i merenje deformacije mora se izvršiti sa visokom preciznošću. Mora se koristiti odgovarajući ekstenziometar sa hvataljkama ili optički merni sistem.
- Rezultati se ne mogu direktno reproducirati sa standardnim uzorcima, osim ako prethodno nije utvrđena pouzdana korelacija.
Koliko su rezultati između minijaturizovanih uzoraka i standardnih uzoraka reproducibilni?
ISO/TS 6892-5:2025 izričito navodi na 6. strani, odeljak 4 „Princip“ da rezultati ispitivanja minijaturizovanih uzoraka nisu direktno reproducibilni sa rezultatima prema ISO 6892-1.
To znači da: Čak i ako su metode ispitivanja slične, razlike u geometriji i razmeri uzorka (efekti veličine) dovode do sistematskih odstupanja – posebno kod deformacije pri lomu (A, At). Uticaj veličine zrna i razvoja toplote tokom plastične deformacije takođe igra ulogu.
S druge strane, zatezna čvrstoća (Rm) i tačka popuštanja (Re) u mnogim slučajevima imaju veoma dobar nivo reproduktivnosti uz odgovarajuću geometriju i implementaciju.
Za pouzdane izjave, vršimo reproduktivna ispitivanja u laboratoriji za ispitivanje primenjene tehnologije u ZwickRoell-u i pružamo vam podršku u izboru i konfiguraciji vašeg sistema za ispitivanje za ispitivanje vaših minijaturnih uzoraka zatezanja.
Karin Hanak - Šefica primene inženjeringa i ispitnom laboratorija u ZwickRoell-u
Bićemo srećni da razgovaramo o vašim potrebama.
Kontaktirajte nas Saznajte više o ZwickRoell tehnologiji primene
ZwickRoell rešenja za ispitivanje minijaturizovanih uzoraka prema ISO/TS 6892-5
Standard ISO/TS 6892-5:2025 i ispitivanje minijaturizovanih uzoraka uopšte postavljaju najviše zahteve u pogledu rasporeda ispitivanja, čeljusti, merenja sile, poravnanja uzorka i merenja naprezanja. Upravo tu dolazi do izražaja snaga kompanije ZwickRoell. Za ispitivanje minijaturnih uzoraka, ne postoji jedinstveno rešenje za ispitivanje koje odgovara vašim individualnim zahtevima. Naši stručnjaci za konsalting u oblasti primene tehnologije osiguravaju da konfigurišemo pravi sistem za ispitivanje za vas iz naših različitih rešenja za ispitivanje, garantujući obnovljive i pouzdane rezultate ispitivanja.
Za individualne konsultacije, kontaktirajte nas! Kontakt formular
Sledeća rešenja za ispitivanje služe kao primeri:
Mašina za ispitivanje materijala Čeljusti i poravnanje Ekstenziometar Ispitivanje na visokim temperaturama Automatizovana rešenja za ispitivanje
Univerzalne mašine za ispitivanje u širokom opsegu sila
Dok klasična ispitivanja na metalnim uzorcima zahtevaju velika opterećenja, maksimalno opterećenje za minijaturizovane uzorke je često u opsegu niskih sila. Naša univerzalna mašina za ispitivanje ZwickLine do 5 kN je obično dovoljna. Univerzalne mašine za ispitivanje ZwickRoell – poput dokazane AllroundLine sa ispitnim opterećenjima do 250 kN – kalibrisane su sa takvom preciznošću u nižem opsegu sila da se čak i male sile ispod 5 kN mogu precizno izmeriti. Ovo omogućava ispitivanje minijaturnih uzoraka u postojećem sistemu za ispitivanje, u potpunosti u skladu sa standardima ISO 7500-1 ili ASTM E4 (klasa 1 ili bolja).
Fleksibilna rešenja za uzorke – prilagođena i prilagodljiva
Prema ISO/TS 6892-5, najmanji oblik uzorka ima dužinu merača od samo 5 mm. ZwickRoell nudi širok asortiman standardnih čeljusti, pružajući idealno rešenje za vaš individualni minijaturni uzorak: mehanički, pneumatski ili hidraulično stegnuti – prilagođeni materijalu, veličini uzorka, dužini ramena i preostalom rastojanju između čeljusti. Naši stručnjaci će vas detaljno savetovati i sa vama razviti odgovarajuće rešenje za čeljusti.
Savršeno poravnanje – odlučujući faktor uspeha
Precizno aksijalno poravnanje uzorka je neophodno za validnost ispitivanja. Pored uređaja za ispitivanje poravnanja i precizno podesivih graničnika za centriranje, naši stručnjaci mogu proveriti poravnanje uzorka ako je potrebno, što je centralna komponenta našeg konsultacionog programa o tehnologiji primene.
Ekstenziometar za maksimalnu tačnost na maloj skali
Precizno merenje deformacije je odlučujuće, posebno za kratke merne dužine i mala naprezanja. ZwickRoell se oslanja na beskontaktne optičke sisteme kao što je videoXtens 1-32 HP/TZ – posebno dizajniran za ispitivanje u opsegu visokih temperatura, kao što je ISO 6892-2, i takođe je veoma pogodan za ispitivanje minijaturnih uzoraka na sobnoj temperaturi. Visoka rezolucija, kompenzacija bočnih pomeranja uzorka i automatsko praćenje opsega merenja obezbeđuju pouzdane rezultate za deformaciju pri lomu, tačku popuštanja i modul elastičnosti. Pored toga, digitalna korelacija slike (DIC) omogućava detaljnu analizu ponašanja loma duž cele dužine uzorka, što je značajna prednost za istraživanje i razvoj.
Kao alternativa merenju naprezanja pomoću video ekstenziometara, ekstenziometar sa hvataljkama makroXtens je posebno pogodan za ispitivanja zatezanja na minijaturizovanim uzorcima sa specijalnim senzorima za dužine L0 od 5 mm ili više.
Ispitivanje zatezanja na mikrouzorcima pod visokom temperaturom
ZwickRoell nudi ubedljiv portfolio proizvoda za preciznu karakterizaciju mini i mikro uzoraka na visokim temperaturama.
- Sa laserXtens 1‑32 HP/TZ, mini uzorci se mogu meriti sa maksimalnom tačnošću od dužine merača od 1,5 mm, na sobnoj temperaturi i visokoj temperaturi do +2.000 °C, u klasi tačnosti 0,5 prema EN ISO 9513.
- Visokotemperaturne peći, posebno one kratke dužine i sa 1, 2 ili 3 zone grejanja, idealne su za ispitivanje mini i mikro uzoraka, obezbeđujući preciznu termoregulaciju duž uzorka.
- Pribor za poravnanje i krute opterećujuće žice obezbeđuju optimalne uslove ispitivanja, kao i pouzdane i reproduktivne rezultate ispitivanja, čak i sa najmanjim uzorcima i pod ekstremnim temperaturnim uslovima.
- Kao alternativa laserskom ekstenziometru, videoXtens 1‑32 HP/TZ, beskontaktni merni sistem zasnovan na kameri, nudi idealnu opciju za visoke temperature.
Više informacija o našoj dodatnoj opremi za ispitivanje na visokim temperaturama
Opciono: Automatizovana mini ispitivanja zatezanja
Za posebno pouzdane rezultate ispitivanja, mini ispitivanje zatezanja može se automatizovati. Sa sistemom za ispitivanje roboTest N kompanije ZwickRoell, robot rukuje uzorkom i precizno ga steže u čeljusti. Uticaji operatera kao što su temperatura ili vlažnost ruke, kao i ugaono ili nepravilno hvatanje malog uzorka u čeljustima, mogu biti potpuno eliminisani robotom. Laserski uređaj za merenje poprečnog preseka takođe može precizno odrediti debljinu i širinu minijaturnog uzorka, dodatno povećavajući reproduktivnost rezultata ispitivanja.
Upotreba automatizovanih sistema za ispitivanje ne samo da povećava efikasnost, već i značajno povećava bezbednost operatera: Ubacivanje uzorka od strane robota efikasno štiti laboratorijsko osoblje od povreda, kao što su zaglavljivanje ili gnječenje prstiju, koje se mogu dogoditi prilikom stezanja uzorka.
Radi bolju sledljivost i kontrole rezultata ispitivanja, ostaci uzorka mogu se spakovati u kese nakon ispitivanja. Ovo osigurava da se rezultati ispitivanja mogu lako i pouzdano dodeliti bilo kojim naknadnim istraživanjima.
Video za automatizovana mini ispitivanja zatezanja
Ovaj video prikazuje automatizovana mini ispitivanja zatezanja pomoću roboTest N. Upotreba dve mašine za ispitivanje AllroundLine povećava propusnost uzoraka sistema.
Uzdužno naprezanje tokom ispitivanja zatezanja prema ISO 6892-5 meri se optički pomoću specijalizovanog laserskog ekstenziometra za kratke merne dužine. Merenje dužine se prenosi uživo u naš softver za ispitivanje testXpert.
Minijaturizovani uzorci za zatezanje - tipovi i dimenzije
ISO/TS 6892-5 navodi četiri različita oblika uzoraka (tip A do D) za minijaturizovane ravne uzorke. Za okrugle uzorke navedena su tri različita oblika uzoraka (tipovi P do R). Tip D i P ispunjavaju zahteve standarda ISO 6892-1 u pogledu dužine merača.
ASTM E8/E8M eksplicitno navodi u Prilogu A1 tri različita oblika uzoraka za minijaturizovane ravne uzorke. Pored toga, ASTM E8/E8M u odeljku 6 predstavlja dodatne okrugle uzorke „manje veličine“ i „male veličine“ za različite metalne proizvode kao što su lim, debele ploče, cevi velikog prečnika.
Minijaturizovani ravni uzorci
| u mm (inčima) | Dužina merača L0 | Širina u opsegu merenja b | Dužina u paralelnoj oblasti uzorka Lc | Ukupna dužina L | Širina u opsegu hvatanja 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 “Prilog A1” | |||||
| Minijaturni primerak 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) |
| Minijaturni primerak 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) |
| Minijaturni primerak 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 "Manji uzorak" | 25 (1,0) | 6 (0,25) | 32 (1,25) | 100 (4) | 10 (0,375) |
Minijaturizovani okrugli uzorak
| u mm (inčima) | Dužina merača L0 | Prečnik u opsegu merenja b | Dužina u paralelnoj oblasti uzorka Lc | Ukupna dužina 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 Uzorak male veličine** | ||||
| Uzorak 3 | 24±0,1 (1±0,005) | 6±0,1 (0,25±0,005) | 30( 1,25) | |
| Uzorak 4 | 16±0,1 (0,64±0,005) | 4±0,1 (0,16±0,003) | 20( 0,75) | |
| Uzorak 5 | 10±0,1 (0,45±0,005) | 2,5±0,1 (0,113±0,002) | 16( 0625) | |
| ASTM E8M Uzorak male veličine*** | ||||
| Uzorak 4 | 20±0,1 (0,8±0,005) | 4±0,1 (0,16±0,003) | 24( 1) | |
| Uzorak 5 | 12,5±0,1 (0,565±0,005) | 2,5±0,1 (0,113±0,002) | 20( 0,75) | |
* ispunjavaju zahteve standarda ISO 6892-1 u pogledu dužine merača
** proporcionalno standardnim uzorcima (L0 4x prečnik)
*** proporcionalno standardnim uzorcima (L0 5x prečnik)
O AUTORU:
Dr. Harald Schmid
Globalni menadžer industrije za metale | ZwickRoell GmbH & Co. KG
Kao globalni menadžer industrije, odgovoran je za industrijsku strategiju u sektoru metala sa fokusom na praćenje tržišta, dalji razvoj rešenja za ispitivanje i podršku prodaji u međunarodnom okruženju.
Ima bogato iskustvo u radu na standardizaciji i aktivno je uključen u rad raznih komiteta, uključujući međunarodni ISO komitet ISO/TC 164 Mehanička ispitivanja metala i nacionalnih DIN radnih grupa kao što su NA 062-01-42 AA Ispitivanje zatezanja i duktilnosti metala i NA 062-01-47 AA Ispitivanje udara za metale i mehaničko-tehnološko ispitivanje metalnih cevi.
Njegova akademska karijera je započela diplomom mašinskog inženjera (B.Sc. i M.Sc.) na Tehnološkom institutu u Karlsrueu (KIT). Nakon što je obavljao međunarodne pozicije u mašinstvu, radio je kao istraživački asistent na Univerzitetu Fridrih Aleksandar u Erlangenu-Nirnbergu, sa fokusom na karakterizaciju materijala i oblikovanje limova. Doktorat je posvetio temi procesa dubokog crtanja pomoću perli za crtanje.