Çelik mekanik testleri için ASTM A370 test yöntemleri ve tanımları
ASTM A370, çelik ürünlerinin mekanik testlerini genel olarak ele alan ve inşaat, makine mühendisliği, otomotiv ve havacılık gibi çeşitli sektörlerde kullanılan uluslararası alanda tanınan ve kapsamlı bir standarttır. Çelik ürünlerinin yüksek mukavemet, süneklik ve güvenlik gereksinimlerini karşılamasını sağlar ve endüstri, araştırma ve kalite güvencesi için güvenilir bir temel oluşturur.
ASTM A370, ürün spesifikasyonlarına göre gerekli malzeme özelliklerinin belirlenmesi için çekme testi, eğme testi, Brinell, Rockwell ve taşınabilir sertlik testleri ve Charpy darbe testi gibi çeşitli test yöntemlerini açıklamaktadır.
ASTM A370'in odak noktası öncelikle çekme testidir.
Aşağıdaki içerikte temel hususlar açıklanmaktadır. Ancak, ASTM A370'e göre test için standardın tamamının satın alınması zorunludur.
Standart referansları Çekme testi Eğme testi Sertlik testi Çentik darbeli eğme testi Ekler Sıkça sorulan sorular Müşteri projeleri
ASTM A370'deki diğer standartlara atıflar
ASTM A370, çelik ürünlerin mekanik testleri için temel test yöntemlerini belirtir ve ASTM kataloğundaki diğer test standartlarına atıfta bulunur. ASTM standart kataloğunda, ASTM A370 gibi "A" standartlarının demir ve çelik malzemeleri ("A", “Ferrous Metals” anlamına gelir) ifade ettiği unutulmamalıdır. Buna karşılık, ASTM E8 gibi E standartları genellikle test yöntemlerine ve prosedürlerine atıfta bulunur (“E”“Test Methods and Practices” anlamına gelir).
ASTM A370 ile belirtilen ilgili ASTM standartları arasındaki farklar arasında, diğer hususların yanı sıra, numune geometrisi de yer almaktadır.
İlgili ASTM standartlarına ek olarak, tabloda ASTM A370 ile birlikte geçerli olan ilgili ISO standartları da yer almaktadır.
| ASTM A370'deki test yöntemi | ASTM standardına referans | ISO standardındaki eşdeğeri |
|---|---|---|
| Oda sıcaklığında çekme testi | ||
| Eğme Testi | ASTM E290 ASTM E190 | |
Rockwell sertlik Brinell sertlik Vickers sertlik | ||
| Darbe testi Charpy |
ASTM A370'e göre çekme testi
Çekme testi, çelik ve diğer malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek için önemli bir yöntemdir. Standart bir numune, kırılma meydana gelene kadar artan çekme yüküne tabi tutulur.
ASTM A370'e göre çekme testi, özellikle aşağıdaki malzeme özelliklerini belirler:
- Elastik modül E: Bir malzemenin elastik deformasyona karşı direnç derecesi
- Gerilim sınırı Re bzw. Rp0,2: Malzemenin kalıcı deformasyonu veya plastikleşmesi.
- Çekme mukavemeti Rm: Malzemenin maruz kalabileceği maksimum mekanik çekme gerilimi. Ayrıca maksimum kuvvet noktası.
Belirlenen en önemli parametreler gerilim sınırı, çekme mukavemeti ve kopma uzamasıdır. Bu değerler, malzemenin yükleme altındaki davranışı hakkında bilgi sağlar ve otomotiv endüstrisi, makine mühendisliği ve havacılık gibi çok çeşitli uygulamalar için malzeme seçimi açısından kritik öneme sahiptir.
Çekme testi, ASTM E8 veya ISO 6892-1 gibi uluslararası standartlara uygun olarak oda sıcaklığında gerçekleştirilir. Numune, yarı statik çekme gerilimine tabi tutulurken, kuvvet ve uzama sürekli olarak ölçülür. Gerilim sınırı, malzemenin plastik olarak deforme olmaya başladığı noktayı, çekme mukavemeti ise malzemenin dayanabileceği maksimum yükü gösterir. Kopma uzaması, bir malzemenin kırılmadan önce plastik deformasyona uğrama kabiliyetini ifade eder.
Oda sıcaklığındaki bu parametrelere ek olarak, çekme testi, ASTM E21 veya ISO 6892-2'deki gibi yüksek sıcaklıklarda da gerçekleştirilebilir ve böylece malzemelerin belirli uygulama alanlarındaki davranışları test edilebilir. Bu testler, çelik ürünlerinin kalite güvencesi için kritik öneme sahiptir ve malzemelerin çeşitli endüstriyel uygulamalara uygunluğunu garanti altına almaya yardımcı olur.
ZwickRoell test cihazları, elektromekanik yükleme sistemleri kullanır ve test hızının hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
ASTM A370 Çekme testi numune ve boyutları
ASTM A370, çekme testi için düz veya yuvarlak numunelerin kullanımını belirtir. Aşağıda, numune boyutlarının ASTM E8 ile karşılaştırması yer almaktadır. Aşağıdaki tablo, ASTM A370'e göre düz numuneler için standart numune boyutlarını göstermektedir. Standart, sac kalınlığı bakımından farklılık gösteren üç farklı numune türünü tanımlamaktadır. Bunlar, sac metalden yapılmış düz çekme numuneleri ("Sheet Type"), kalın levhadan yapılmış ("Plate Type") numuneler ve küçük formatlı numunelerdir ("Subsize Specimen").
ASTM E8 ile karşılaştırıldığında, metrik sistemde yalnızca küçük formatlı numunelerin genişlik açısından biraz farklılık gösterdiği görülebilir. ASTM E8, ASTM A370'de belirtilmeyen farklı ölçü uzunluklarına sahip birkaç ek numune geometrisi sunmaktadır.
Genel olarak, çekme testinde ASTM A370 ve ASTM E8 (M) arasındaki numune geometrilerinin düz ve yuvarlak numuneler için oldukça benzer olduğu söylenebilir. Ancak, özellikle metrik sistemde, kullanırken dikkate alınması gereken farklılıklar vardır.
Düz numuneler
| Kategori | Levha kalınlığı | Ölçüm türü | ASTM A370 | ASTM E8 |
|---|---|---|---|---|
| Düz çekme numunesi “Sheet Type” | 1 in (maks. 25 mm) | Ölçüm uzunluğu (G) | 2.0 in (50 mm) | 2.0 in (50 mm) |
| Genişlik (W) | 0.5 in (12,5 mm) | 0.5 in (12,5 mm) | ||
| Ağır levha numunesi “Plate Type I” | 3⁄16 in (min. 5 mm) | Ölçüm uzunluğu (G) | 8.0 in (200 mm) | 8.0 in (200 mm) |
| Genişlik (W) | 1.5 in (40 mm) | 1.5 in (40 mm) | ||
| Ağır levha numunesi “Plate Type II” | 3⁄16 in (min. 5 mm) | Ölçüm uzunluğu (G) | 2.0 in (50 mm) | 2.0 in (50 mm) |
| Genişlik (W) | 1.5 in (40 mm) | 1.5 in (40 mm) | ||
| Küçük boyutlu numune “Subsize Specimen” | 1⁄4 in (maks. 6 mm) | Ölçüm uzunluğu (G) | 1.0 in (25 mm) | 1.0 in (25 mm) |
| Genişlik (W) | 0.25 in (6,25 mm) | 0.25 in (6,0 mm) |
Yuvarlak numuneler
ASTM A370 ayrıca yuvarlak numuneler için numune geometrilerini de belirtir: Aşağıdaki tablo, ASTM A370'e göre yuvarlak numuneler için standart numune boyutlarını göstermektedir. Standart, numune yarıçapı ve çapı bakımından farklılık gösteren çeşitli numune türlerini açıklamaktadır. Paralel uzunluk ("azaltılmış kesit uzunluğu") da değişiklik gösterir. Kesin farklar aşağıdaki tabloda bulunabilir. ASTM E8 ile karşılaştırıldığında, değerler öncelikle metrik sisteme çevrilmelerinde, ancak aynı zamanda ölçüm uzunluğu aralığında da farklılık göstermektedir. Bu durum öncelikle Standart numune 2 (Standard Specimen 2) ve Küçük boyutlu numune 1'i (Small-size Specimen 1) etkilemektedir.
| Kategori | Ölçüm türü | ASTM A370 (in) | ASTM A370 (mm) | ASTM E8 (mm) |
|---|---|---|---|---|
| Standart numune “Standard Specimen 1” | Ölçüm uzunluğu G | 2,0 | 50,0 | 50,0 |
| Geçiş yarıçapı (fillet radius) | 3/8 | 10,0 | 10,0 | |
| Paralel uzunluk A (reduced section length) | 02:25:00 | 60,0 | 56,0 | |
| Standart numune “Standard Specimen 2” | Ölçüm uzunluğu G | 1,4 | 35,0 | 36,0 |
| Geçiş yarıçapı (fillet radius) | 0,25 | 6,0 | 8,0 | |
| Paralel uzunluk A (reduced section length) | 1,75 | 45,0 | 45,0 | |
| Küçük boyutlu numune “Small-size Specimen 1” | Ölçüm uzunluğu G | 1,0 | 25,0 | 24,0 |
| Geçiş yarıçapı (fillet radius) | 3/16 | 5,0 | 6,0 | |
| Paralel uzunluk A (reduced section length) | 01:25:00 | 32,0 | 30,0 | |
| Küçük boyutlu numune “Small-size Specimen 2” | Ölçüm uzunluğu G | 0,64 | 16,0 | 16,0 |
| Geçiş yarıçapı (fillet radius) | 5/32 | 4,0 | 4,0 | |
| Paralel uzunluk A (reduced section length) | 0,75 | 20,0 | 20,0 |
ASTM A370'e göre çekme testleri için çeneler ve ekstansometreler
ASTM A370'e göre çekme testlerinin gerçekleştirilmesi için hassas ölçümler ve numunenin sabitlenmesi kritik öneme sahiptir. Özel olarak tasarlanmış çenelerimiz, çelik numunelerin güvenli ve güvenilir bir şekilde monte edilmesini sağlayarak gerçekçi test koşulları yaratır. Bu, numunenin mekanik özelliklerini etkilemeden tüm test boyunca stabil kalmasını sağlar.
Ayrıca yüksek hassasiyetli ekstansometrelerimiz, uzamanın hassas bir şekilde ölçülmesini sağlar ve gerilim sınırı, elastik modül ve kopma uzaması gibi önemli parametrelerin belirlenmesine olanak tanır. Özellikle temassız ekstansometrelerimiz, en küçük uzamaları bile en yüksek doğrulukla ölçer.
Yenilikçi çözümler sayesinde, testlerinizin en yüksek standartları karşılamasını ve hassas, tekrarlanabilir sonuçlar sunmasını sağlıyoruz. Bu, kalite güvencesine ve çelik ürünlerinin malzeme özelliklerinin sağlıklı bir şekilde değerlendirilmesine önemli ölçüde katkıda bulunur.
ASTM A370'e göre eğme testi
Eğme testi, çelik ve metallerin sünekliğini değerlendirmek için kanıtlanmış bir yöntemdir. Numune, belirli bir iç çap etrafında belirli bir açıyla bükülür. Test, çeliğin eğilme açısı, kesit alanı, kimyasal bileşimi, çekme mukavemeti ve sertliği gibi faktörlere bağlıdır.
Test yöntemleri ASTM E190 ve E290 standartlarına dayanmaktadır. Test genellikle oda sıcaklığında gerçekleştirilir; eğme hızı yeterince yavaşsa (yarı statik) önemli bir rol oynamaz.
Eğme testleri için diğer standartlar arasında ISO 7438 ve ISO 8491 yer almaktadır.
ZwickRoell'in modern test cihazları ve sıkı kalite kontrolleri sayesinde çelik ürünleriniz için güvenilir ve standartlara uygun sonuçlar sunuyoruz.
ASTM A370'e göre sertlik testi
Sertlik testi genellikle malzemelerin geometrik bir cismin penetrasyonuna karşı direncini ölçer ve bir malzemenin mukavemetini tahmin etmek için nispeten basit ve hızlı bir yöntemdir. Sertlik testi aynı zamanda çekme mukavemetinin bir tahmini olarak da kullanılır, çünkü ikisi arasında bir korelasyon vardır. Bu ilişki özellikle çelikler için iyi araştırılmıştır ve doğrudan çekme testi yapılamadığında çekme mukavemetinin tahmin edilmesine olanak tanır. ASTM A370, çeliğin test edilmesine özel olarak odaklanır.
Özel gereksinimlere bağlı olarak, ASTM A370 farklı sertlik test yöntemleri kullanır:
- Rockwell (ASTM E18’e göre): Sertleştirilmiş çelikler için idealdir, nispeten hızlı ölçüm sağlar
- Brinell (ASTM E10’a göre): Yumuşak ve orta sert metaller, büyük girintiler için uygundur
- Taşınabilir sertlik ölçüm cihazları - Büyük veya hareketsiz iş parçaları için esnek
Ölçüm sonuçları, dönüşüm tabloları kullanılarak diğer sertlik ölçeklerine veya belirli bir sertliğe dönüştürülebilir. Ölçülen sertlik değeri ve ölçeği, dokümanlarda verilmiştir; örneğin, 353 HBW veya 38 HRC
ZwickRoell'in hassas sertlik test cihazları, çeşitli çelik ürünler için güvenilir ve standartlara uygun sertlik ölçümleri sağlar.
ASTM A370 Charby çentik darbeli eğme testi
Charpy çentik darbeli eğme testi (ASTM E23'e göre), bir malzemenin darbe yükü altındaki sünekliğini belirlemek için kullanılan dinamik bir test yöntemidir.
Çentikli bir numune, sarkaç darbe test cihazında darbe yüküne tabi tutulur. Belirlenen test değerleri, diğerlerinin yanı sıra şunları içerir:
- Numunenin emilen enerjisi – malzemenin ani yüklere karşı direncinin bir ölçüsü ve gevrek ile sünek arasındaki sınıflandırma
- Kesme kırılma yüzdesi - kırılma tipini (gevrek veya sünek) değerlendirmek için
- Çentikli tarafta yanal genleşme - malzeme deformasyonunun değerlendirilmesi
Charpy darbe testi ayrıca ISO 148-1'de ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
ASTM E23'te açıklanan Izod darbe testi, bu bağlamda ASTM A370'te yalnızca kısaca ele alınmış, ancak ayrıntılı olarak ele alınmamıştır. Test yöntemi, performansı veya uyulması gereken özel gereklilikler hakkında ayrıntılı bir açıklama bulunmamaktadır.
Ek 1: Çelik Çubuk Ürünler ("Steel Bar Products")
Değnek ve çubukların kalite güvencesi, genel spesifikasyonların ötesine geçen özel test prosedürleriyle sağlanır. Çapı 13 mm'den küçük çelik çubuklar için çekme testleri gerekli değildir, ancak gerekirse yapılabilir. Eğme testleri, üretim sürecine (sıcak haddelenmiş veya soğuk şekillendirilmiş) bağlı olarak farklı şekilde gerçekleştirilir. Sertlik testlerinde, doğru sonuçlar elde etmek için bir malzeme tabakasının kaldırılması gerekebilir. Bu testler, çelik çubukların yüksek mekanik gereksinimleri karşılamasını ve kalitelerinin güvenilir bir şekilde doğrulanmasını sağlar.
Ek 2: Çelik Boru Ürünleri ("Steel Tubular Products")
Çelik boruların testleri, yuvarlak, kare, dikdörtgen ve özel profiller dahil olmak üzere çeşitli boru şekillerini kapsar. Çekme testi, komple boru kesitleri, uzunlamasına kesilmiş şerit numuneler ve boru duvarından kesilmiş halka numuneler üzerinde gerçekleştirilir (halka çekme testi). Numuneler, çekme mukavemeti, gerilim sınırı ve kopma uzaması gibi mekanik özellikleri belirlemek için eksenel veya radyal yüklemeye tabi tutulur.
Sertlik testleri boruların iç veya dış yüzeylerinde ve kesitlerinde gerçekleştirilir. İnce cidarlı borularda deformasyonu önlemek için daha düşük bir test kuvveti kullanılır. Sünekliği belirlemek için, çeşitli yük senaryolarını simüle eden bir halka numunesi üzerinde sıkıştırma testi (ezilme testi), düz sıkıştırma testi, ters düz sıkıştırma testi, ezilme testi, flanşlama testi, genleşme testi ve halka katlama testi dahil olmak üzere ek testler gerçekleştirilir. Buna ek olarak, hidrolik halka genleşme testi, enine uzama sınırını belirlemek ve boruların gerekli mekanik gereksinimleri karşıladığından emin olmak için kullanılır.
Ek 3: Çelik bağlantı elemanları ("Steel Fasteners")
Çekme testleri, cıvata, vida ve somun gibi bağlantı elemanlarını test etmek ve minimum kopma yükü ile dayanıklılık yükünü doğrulamak için yapılır. Cıvatalar, gerekirse test sürecinde kullanılmak üzere standart bir uzunluğa kısaltılabilir. Cıvata ve somunlarda sertlik testleri, boyut ve özelliklere bağlı olarak Brinell veya Rockwell yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir. Büyük somunlar için, bağlantı elemanlarının aşırı yükler altında bile güvenilir bir şekilde çalıştığından ve belirtilen standartları karşıladığından emin olmak için kesitsel sertlik testi yapılır.
Ek 4: Çelik tel ürünler ("Steel Round Wire Products")
Tel ürünlerinin testleri, numunenin doğru hizalanmasını sağlamak için kama veya halka tutucular kullanılarak yapılan çekme testlerini içerir. Tel çapı, kopma noktalarında 0,025 mm'ye kadar ölçülür. Uzama, kopma noktaları arasındaki mesafe ölçülerek belirlenir. Çapı 2,5 mm veya daha fazla olan tel ürünler için sertlik testi de yapılır. Sarma ve spiral testleri gibi süneklik testleri, malzeme kusurlarının tespit edilmesine ve tellerin stres altında bile işlevlerini güvenilir bir şekilde yerine getirmesine yardımcı olur.
Ek 5: Darbe testi
Charpy ve Izod çentik darbeli eğme testleri, metallerin darbe yükü altındaki davranışlarını incelemek, şok yükü altındaki kırılganlık ve sünekliği değerlendirmek için kullanılır. Bu testler, farklı malzemeler ve üretim süreçleri arasında karşılaştırmalara olanak tanıyan nicel değerler sağlar. Test, bir malzemenin süneklikten kırılganlığa geçiş sıcaklığını göstererek, özel uygulamalar için malzeme seçimine yardımcı olur. Özellikle yüksek mukavemetli çeliklerde, sonuçları önemli ölçüde etkileyebileceklerinden, uygun test koşullarına uyulmalıdır. Kısıtlamalarına rağmen, bu testler malzeme seçimi ve kalite kontrolü için önemli araçlardır.
YAZAR HAKKINDA:
Dr. Harald Schmid
Metal Küresel Endüstri Müdürü | ZwickRoell GmbH & Co.
Küresel Endüstri Müdürü olarak, pazar gözlemi, test çözümlerinin daha da geliştirilmesi ve uluslararası bir ortamda satış desteğine odaklanarak metal sektöründeki endüstri stratejisinden sorumludur.
Standardizasyon çalışmalarında geniş deneyime sahiptir ve çeşitli komitelerde aktif olarak yer almaktadır: uluslararası ISO komitesi “ISO/TC 164 Mechanical Testing of Metals“ ve NA 062-01-42 AA Metaller için çekme ve süneklik testi ve NA 062-01-47 AA Metaller için darbe dayanımı testi ve metalik boruların mekanik-teknolojik testi gibi ulusal DIN çalışma grupları dahil.
Akademik kariyerine Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nde (KIT) makine mühendisliği alanında lisans ve yüksek lisans derecesiyle başladı. Makine mühendisliği alanındaki uluslararası görevlerinden sonra, Erlangen-Nürnberg Friedrich-Alexander Üniversitesi'nde araştırma görevlisi olarak malzeme karakterizasyonu ve sac metal şekillendirme konularına odaklanarak araştırmalar yürüttü. Doktora çalışmasını çekme boncuklarıyla derin çekme işlemleri konusuna adamıştır.
ASTM A370 Hakkında sıkça sorulan sorular
ASTM A370, çelik ürünlerinin mekanik özelliklerini belirlemek için çekme, eğme, sertlik ve darbe testleri de dahil olmak üzere mekanik testleri için standart test yöntemlerini açıklar. Çelik ürünlerinin yüksek mukavemet, tokluk ve güvenlik gereksinimlerini karşılamasını sağlar ve endüstri, araştırma ve kalite güvencesi için güvenilir bir temel sağlar.
ASTM A370, çelik ürünlerin mekanik özelliklerini belirlemek için çekme, eğme, sertlik ve darbe testleri de dahil olmak üzere çeşitli mekanik test yöntemlerini kapsar. Buna karşılık, ASTM E8 yalnızca metalik malzemeler için çekme testine odaklanır ve çekme mukavemeti ve gerilim sınırı belirlemek için test koşullarını, numune geometrilerini ve değerlendirme prosedürlerini belirtir.