ASTM E21: Zkouška tahem kovových materiálů za zvýšených teplot

Norma ASTM E21 vyžaduje přesné seřízení zkušebního stroje při zatěžování upnutého zkušebního vzorku. Zkušební stroj a upínací přípravky musí zatěžovat přesně opracovaný vzorek tak, aby maximální odchylka ohybové a osové deformace nepřekročila 10 %. Je třeba poznamenat, že ověření těchto podmínek při zvýšené teplotě není v praxi možné, a proto se musí provést při teplotě pokojové. V této souvislosti se odkazuje na normu ASTM E1012.

Při výběru průtahoměru se doporučuje vycházet z normy ASTM E83, aby byly splněny požadavky na citlivost a přesnost. Pro vyhodnocení meze kluzu (Rp 0,1 nebo vyšší) je nutný průtahoměr třídy B-2. Je důležité poznamenat, že splnění požadavku by mělo být ověřeno za zvýšených teplot. Jednou z těchto zkoušek může být vyhodnocení sklonu křivky napětí-deformace, který by měl být v rozmezí 10 % modulu pružnosti (jmenovité hodnoty) zkoušeného materiálu.

Pro měření prodloužení, deformace se norma ASTM E21 výslovně zabývá umístěním značek na vzorku, břitů průtahoměru a termočlánků. Pokud se při těchto požadavcích vyskytne potřeba odchýlit se od normy, musí to být zaznamenáno a v případě přejímacích zkoušek dohodnuto předem.

Norma ASTM E21 vyžaduje, aby byl použitý průtahoměr vhodný pro zkoušky s řízenou deformační rychlostí. Kromě toho je důležité poznamenat, že v této normě není zahrnuto měření modulu pružnosti a že se nepočítá se zkušebními podmínkami při rychlém ohřevu nebo vysokých rychlostech deformace. Je však nutné konstatovat, že jednotky uvedených charakteristických hodnot, palce a libry, jsou v souladu s normou.

Při určování hodnot meze kluzu a smluvní meze kluzu norma ASTM E21 stanoví, že v redukovaném paralelním průřezu musí být dodržena rychlost deformace 0,005 ±0,002 in./in./min nebo mm/mm/min (což odpovídá 0,000083 ±0,000033/s).

Po stanovení meze kluzu a smluvní meze kluzu lze zvýšit zkušební rychlost na 0,05 ±0,01 in./in./min nebo mm/mm/min (což odpovídá 0,00083 ±0,00017/s). Rychlost zkoušky, rychlost poměrné deformace nebo rychlost posuvu příčníku se musí zaznamenat.

Po stanovení meze kluzu, smluvní meze kluzu a po potvrzení, že rychlost posuvu příčníku je stabilní v rámci výše uvedených tolerancí, lze rychlost příčníku v palcích/min nebo mm/min vypočítat také z redukovaného paralelního průřezu (v palcích nebo mm) vynásobením hodnotou 0,05. To platí pro všechny tvary zkušebních tyčí uvedených v normě ASTM E8/E8M.

Příklad: Pokud je redukovaná paralelní délka (dříve označovaná také jako zkušební délka) 4 palce, musí být nastavena rychlost příčníku 0,2 in./min, tedy pro redukovanou paralelní délku 100 mm musí být rychlost příčníku 5 mm/min.

Pro celou zkoušku a záznam křivky napětí-deformace je možné zvolit zkušební rychlost 0,005 ±0,002 in./in./min nebo odpovídající hodnotu v mm/mm/min.
Pokud není požadováno vyhodnocení bodu meze kluzu nebo smluvní meze kluzu, není bezpodmínečně nutné ani použití průtahoměru. Zkušební rychlost (posuv příčníku) pro celou zkoušku se nastaví na 0,05 ±0,01 in./in./min nebo odpovídající hodnotu v mm/mm/min.

S přihlédnutím k chování zkušebního uspořádání v počáteční části křivky napětí-deformace pro stanovení meze kluzu a smluvní meze kluzu, může být rychlost deformace mírně korigována na vyšší hodnotu. Konkrétní odkaz je uveden v normě ASTM E21. Za mezí kluzu nebo smluvní mezí kluzu je třeba znovu použít nekorigovanou nastavenou hodnotu.

Ruční měření tažnosti po lomu se provádí při pokojové teplotě. Vzdálenost předem nanesených měřicích značek se měří s přesností na 0,01 palce nebo 0,3 mm.

Ruční měření krčku po lomu pro určení zúžení se provádí při pokojové teplotě. Oba konce zlomené zkušební tyče je třeba pečlivě přiložit k sobě a změřit minimální průměr s přesností na 0,01 palce nebo 0,3 mm. Pokud není plocha lomu kulatá, provede se několik měření.

Podrobný popis je uveden v protokolu o zkoušce. Je důležité, aby protokol o zkoušce co nejpřesněji vyjádřil podmínky zkoušky a měření. V případě měření tažnosti po lomu se výslovně odkazuje na nutnost specifikace. Zásadní také je, na jakou počáteční měřenou délku se odkazuje: u obdélníkových vzorků (např. 2 palce nebo 50 mm) a velmi důležité u kulatých vzorků 4- nebo 5násobek průměru.