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棒材與桿材測試

棒材與桿是截面為圓形或方形的長材料,截面積最大達240 x 320 mm²,廣泛被用於軋制和鍛造。產品包括被用作交通產業的基礎材料,如連桿,曲軸以及鋼軌;能源產業的發電機和渦輪軸;還被用作造橋、造船、設備製造以及貯藏罐的最終產品。

根據應用的不同,對這些材料的力學特徵需求也不一樣:從需要高抗拉強度的建築材料,到為了方便後續處理而具有高延性的材料。

拉伸測試硬度測試疲勞和斷裂力學試驗金屬產業型錄

棒材和桿材的拉伸測試

棒材和桿材的拉伸測試通常根據ISO 6892-1 ASTM E8, 進行,這是國際公認且廣泛被使用的標準。ISO 6892-1同時也是歐洲標準(EN ISO 6892-1),所以在歐盟通用(如同德國標準DIN EN ISO 6892-1)。根據產品的形狀或相關標準要求,從成品上截取並製備用於拉伸試驗的試樣。如果產品的橫截面允許,可以使用產品的截面作為試樣進行測試。其所需的載荷很容易就超過 2,500 kN。各種高達 5,000 kN 的客製化 ZwickRoell 系統可順利滿足。這些系統也對試樣夾具與夾持力提出了很高的要求。因此,ZwickRoell 不僅開發了新的試樣夾具,還開發了防止試樣因不必要的夾持效應而過早失效的新技術。

自 2009 年起,ISO 6892-1 和 ASTM E8 允許透過應變率自動控制和調節測試速度。makroXtens 和 laserXtens 延伸計可以輕鬆滿足標準要求的應變率控制公差(尤其是閉環應變率控制)。

拉伸測試
ISO 6892-1
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金屬拉伸測試
ASTM E8
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Zugversuch Metall bei erhöhter Temperatur
ISO 6892-2
DIN EN ISO 6892-2:2018標準描述了金屬材料在高溫下的拉伸測試。
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棒材與線材拉伸測試的測試解决方案

在棒材的拉伸測試中,所需的拉伸力很容易就達到了 2,500 kN 以上的範圍。如今,許多ZwickRoell的各式客製化系統皆可順利滿足,最高可達5000 kN。這些系統也對試樣夾具與夾持力提出了很高的要求。因此,ZwickRoell 不僅開發了新的試樣夾具,還開發了防止試樣因不必要的夾持效應而過早失效的新技術。

ZwickRoell 的平行閉合油壓試樣夾具可確保在整個測試過程中完美地夾持和定位試樣,防止試樣滑動。在大多數情況下,符合標準的應變測量是使用自動接觸式或光學(非接觸式)延伸計進行。ZwickRoell 的 makroXtens是棒材與桿材測試經典且經測試的解決方案。 透過其機械設計,它結合了高解析度和高準確度以及非常高的穩健性。其堅固的機械結構使其能夠測量直至試樣斷裂點的連續應變。 因此,可以自動測定斷裂應變,無需繁瑣的試樣標記或收集殘餘試樣後的人工測量。

laserXtens是我們用於應變測量直至試樣斷裂的創新解決方案,完全符合棒材和桿材的測試標準要求(ISO 6892-1、ASTM E8、ISO 9513 和 ASTM E83)。laserXtens 不需要試樣標記;根據測量原理,它可以使用雷射光在表面上產生的圖案作為標記。這種“自標記”的光學評估是以這種方式進行的,即使是尺規和偶爾的尺規剝落也不會干擾標記。

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用於拉伸試驗的相關產品

棒材和桿材的硬度測試

對棒材和桿材進行硬度測試以表徵微觀結構(顯微硬度測試),以測定表面硬度並粗略估計強度。 各種不同測試方法可能使用非常小或大測試力。此外,其他方法或規範用於某些應用領域(例如,歐洲標準 EN 2002-7 用於航空航太產業)。

由於硬度測試簡單、快速、可靠因此可經常進行,並將其結果與其他特性進行比較。

金屬洛氏測試
ISO 6508
到 金屬洛氏測試
金屬維氏硬度測試
ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
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金屬的 Brinell 硬度測試
ISO 6506, ASTM E10
到 金屬的 Brinell 硬度測試
Jominy 端部淬火測試 / Jominy 測試鋼
ISO 642、ASTM A255
到 Jominy 端部淬火測試 / Jominy 測試鋼

用於棒材和桿材測試的硬度計

ZwickRoell 的產品組合包括適用於每種所需硬度測試方法的硬度計,包括用於自動 Jominy 測試的機器。

ZwickRoell 產品組合為各種應用和測試方法提供硬度測試計和儀器。ZwickRoell 硬度測試計和設備符合所有通用國際標準的要求,也可以按照國際標準進行校正。ZwickRoell的校正實驗室擁有德國國家認證機構DAkkS的硬度計校正認證。

硬度測試的另一個方面是軋製後平均整體硬度的驗證和測定。軋製是一種熱機械工藝,除了決定了寬度和厚度外,同時還決定了機械性能。採用更大力值的硬度測試方法是用來測定一些粗糙結構的平均硬度值。最佳方案為採用布氏或洛氏硬度測試方法。對於棒材和桿材,使用可在現場對原始零件進行測量的便攜式硬度計的情況並不少見。

硬度測試的另一個方面是透過對微結構組件進行硬度測試來檢查微觀結構。由於微觀結構組件的尺寸較小,因此使用測量很小或極微小力的硬度計—通常是固定式顯微硬度計,其壓痕尺寸和深度可透過壓痕力適應微觀結構組件的尺寸。

硬度測試相關產品

棒材與桿材的疲勞測試和斷裂力學測試

高週疲勞測試 / S-N測試
DIN 50100
到 高週疲勞測試 / S-N測試
低週疲勞(LCF)測試
ISO 12106, ASTM E606
到 低週疲勞(LCF)測試
斷裂力學:裂紋延展da/dN和閾值
ASTM E647
到 斷裂力學:裂紋延展da/dN和閾值
斷裂力學:臨界應力強度因子K1C
ASTM E399
到 斷裂力學:臨界應力強度因子K1C

棒材和桿材的疲勞測試

產品在運輸和能源技術中的使用方式,對產品及其所製成的組件安全性提出了特殊要求。試樣在循環負載條件下和交替的拉伸壓縮負載下進行測試。

  • 堅固耐用的電液伺服疲勞試驗機
  • 堅固耐用的高頻疲勞試驗機
  • 滿足所有試驗標準的試片夾持裝置
  • 控制及評估技術都由ZwickRoell開發、製造和編程

桿材和桿材在扭轉負載下的疲勞測試

圓形產品在扭轉下的行為於材料測試中很重要。也可以疊加多個負載軸,並根據其用途對材料進行測試。使用共振條件意味著測試既快速又具有成本效益,因其功耗極低。使用高頻振動器(Vibrophore)進行測試的優點是

  • 可以使用客製化的治具及裝置
  • 更快速的測試
  • 更高的能源效益
  • 低維護成本

疲勞測試相關產品

混凝土鋼筋測試

因為混凝土具有高壓縮強度、低拉伸強度的特徵,需要在其中鑲嵌鋼筋來提升總體強度。鋼筋主要生產直徑從大約5毫米至60毫米,然後將較小的直徑進一步加工成墊子或格子,在現場澆築混凝土。

對這些帶肋鋼進行測試是一項特殊的挑戰,因為除了定尺切割外,無需進行進一步的機械試樣製備。

混凝土鋼筋測試
EN ISO 15630-1、ASTM E488、BS 4449
到 混凝土鋼筋測試
焊接鋼筋網格ISO 15630-2
在拉伸、彎曲和節點剪切測試以及高循環疲勞測試中,根據ISO 15630-2標準進行焊接鋼筋網格測試。
到 焊接鋼筋網格ISO 15630-2

用於混凝土鋼筋測試的產品

更多鋼筋桿材和棒材測試

金屬簡支樑衝擊測試
ISO 148-1
到 金屬簡支樑衝擊測試
金屬的Charpy和Izod缺口衝擊試驗
ASTM E23
到 金屬的Charpy和Izod缺口衝擊試驗

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