ASTM E8 | ASTM E8M Método estándar para ensayo de tracción en materiales metálicos
La norma ASTM E8 / ASTM E8M describe el ensayo de tracción en metales a temperatura ambiente (uniaxial) y la determinación de los valores característicos como límite elástico, límite de fluencia, deformación del límite de fluencia, resistencia a la tracción, alargamiento de rotura y estricción.
Con los valores característicos, se pueden hacer declaraciones sobre la resistencia y tenacidad del material.
ASTM E8 vs. ASTM E8M Probetas y dimensiones Vídeo / procedimiento del ensayo Velocidades de ensayo y métodos de control Control de la tasa de deformación Sistemas de ensayos Otras normas relevantes Preguntas frecuentes
Diferencias entre ASTM E8 y ASTM E8M
Estrictamente hablando, estas dos normas ASTM contienen dos estándares distintos, por lo que la norma ASTM E8 debe distinguirse de la norma ASTM E8M. Mientras que la norma ASTM E8 indica las unidades en pulgadas y libras, la ASTM E8M utiliza unidades del SI. Según esto, los valores característicos determinados con un sistema de unidades no son exactamente iguales a los determinados con el otro. En la práctica, sin embargo, no suele ser un problema, porque no se cambia entre las unidades al determinar y comparar valores característicos.
En este contexto, sin embargo, es importante señalar que la longitud inicial para determinar las deformaciones en la ASTM E8 se refiere a 4D, es decir, 4 veces el diámetro de las probetas redondas, mientras que en la ASTM E8M se refiere a 5D, es decir, 5 veces. el diámetro de las probetas redondas. En caso de confusión o de no tenerlo en cuenta, esto puede proporcionar unos valores característicos que ya no son comparables entre sí.
Las normas ASTM E8 y ASTM E8M describen detalladamente la máquina de ensayos y el tipo de , y ofrecen consejos sobre el uso correcto de las mordazas.
Tipos de probetas y dimensiones en ASTM E8
La norma proporciona información importante para la preparación de probetas, cuyo objetivo es garantizar que la extracción de la probeta del producto y la posterior producción de la probeta no tengan ningún efecto en el material que pueda afectar los resultados del ensayo de tracción.
Las formas de las probetas de tracción pueden ser muy variadas. La norma ASTM E8/ASTM E8M define probetas planas estándar para chapas y chapas finas, tubos, y portaprobetas especiales y probetas redondas estándar para otros productos metálicos, y especifica las longitudes iniciales a las que corresponden todos los valores de deformación. Con algunas excepciones, se especifican todas las mediciones requeridas para la producción de probetas o, al menos, las dimensiones mínimas.
Tanto la forma de probeta como la preparación de probetas están definidas en la norma ASTM E8. Las probetas deben estar fabricadas sin que se vean afectadas las propiedades del material. Todas las zonas que hayan sido endurecidas por corte o perforación durante la fabricación de la probeta deberán eliminarse si influyen en las propiedades.
Los productos con una sección transversal constante (perfiles, barras, alambres, etc.), así como las probetas de fundición (por ejemplo, hierro fundido, aleaciones no ferrosas) pueden ensayarse sin mecanizar. Las formas de probeta preferibles según la norma ASTM E8 son las probetas planas (tipo halterio) y las probetas redondas.
Velocidades de ensayo y métodos de control en ASTM E8
Se presta especial atención a la velocidad del ensayo. La norma ASTM E8 y ASTM E8M define cinco formas distintas para determinar las velocidades de ensayo. Se denominan:
- (a) tasa de deformación o velocidad de deformación en la probeta,
- (b) tasa de tensión o aumento de tensión en la probeta,
- (c) velocidad del travesaño,
- (d) tiempo transcurrido hasta el final de un segmento de ensayo o de todo el ensayo y
- e) velocidad libre del travesaño, a saber, la velocidad del travesaño sin carga.
Para la determinación de las denominadas Yield Properties (propiedades de fluencia), a saber, el límite de fluencia, la deformación del límite de fluencia y el límite elástico,, en general todos los valores característicos que están relacionados con el cambio en el comportamiento del material de elástico a plástico, es importante definir una regulación adecuada de la velocidad de ensayo. Con materiales metálicos, estos valores característicos pueden depender significativamente de la velocidad real del ensayo, es por ello que las velocidades de ensayo deben mantenerse dentro de las tolerancias especificadas. La norma ASTM E8 y ASTM E8M lo contempla en sus tres métodos de control diferenciados. Se especifican bajo los métodos A, B y C.
Deben aplicarse todas las cifras de los tres métodos descritos a continuación, a menos que las normas de producto o las normas para aplicaciones especiales especifiquen otros valores numéricos.
Una vez determinados el límite de fluencia y los límites elásticos (o de no haberlos determinado en absoluto) y de esperar que la probeta se deforme más del 5%, se puede incrementar la velocidad de ensayo a 0,05 a 0,5 pulg./pulg./min ( o mm/mm/min*). Esta especificación se refiere a la longitud inicial del extensómetro que todavía está midiendo pero también a la longitud paralela inicial de la probeta. Por lo tanto, la velocidad de ensayo se indica en forma de tasa de deformación o tasa de deformación. A esta velocidad de ensayo, se determinan todos los demás valores característicos del ensayo de tracción según la norma ASTM E8/ASTM E8M.
Comparativa de los métodos de control de la velocidad de ensayo según ASTM E8
Método recomendado |
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Método A: Velocidad de tensión
El método A se basa en el aumento de la tensión de tracción durante la carga.
- En la parte elástica lineal del ensayo de tracción, es decir, al principio del ensayo, debe alcanzarse un aumento de tensión en el rango de 1,15 y 11,5 MPa/seg. (que corresponde a 10.000 y 100.000 psi/min).
- Sin embargo, la norma ASTM E8 y ASTM E8M señala claramente que estas especificaciones y el método no significan que el aumento de la tensión deba mantenerse constante hasta el punto del comportamiento plástico o que el control de aumento de fuerza en bucle cerrado deba aplicarse más allá del rango elástico lineal.
Método C: Velocidad del travesaño
El método C se basa en una velocidad de constante del travesaño.
- La velocidad del travesaño debe ajustarse y mantenerse constante para que la longitud paralela inicial de la probeta experimente una deformación de 0,015 ± 0,003 pulg./pulg./min o mm/mm/min.
- Este método C se recomienda cuando el material no se deforma de forma constante.
Método B: Control de la velocidad de deformación «bucle cerrado»
El método B se basa en el control de la velocidad de deformación o del índice de deformación (control de la tasa de deformación) durante la carga.
- La máquina de ensayos mantiene constante la velocidad de deformación o el índice de deformación en el control de bucle cerrado utilizando un extensómetro para proporcionar continuamente valores de deformación que se utilizan para calcular el índice de deformación preciso.
- La norma fija la velocidad de deformación en 0,015 ± 0,006 pulg./pulg./min o mm/mm/min, lo que corresponde a una tolerancia del 40% para el ajuste de la velocidad de deformación.
En el software de ensayos testXpert, la velocidad de deformación puede controlarse en todo momento.
- La línea roja (1) muestra la banda de tolerancia de ASTM E 8 (40% de la velocidad fijada).
- La línea verde discontinua indica la banda de tolerancia más estrecha del 5%, que es el estándar para los sistemas de ensayos de ZwickRoell, para estar en el lado seguro incluso en caso de imprevistos. Un buen control de la velocidad de deformación se caracteriza por (2) bajas fluctuaciones de entrada y (3) un control estable de la velocidad. Para ello se requiere un controlador adaptativo.
Por qué se recomienda el de control de la velocidad de deformación «closed loop»
El control de la velocidad de deformación aumenta la fiabilidad de los resultados y consigue resultados de ensayo comparables. Esto se debe a que los valores característicos de los materiales metálicos dependen en gran medida de la velocidad de deformación. Por regla general, cuanto mayor es la velocidad de deformación, mayores son los valores de resistencia. Las aleaciones y otras características del producto también influyen en la dependencia de la velocidad de deformación.
El control de la velocidad de deformación en bucle cerrado «closed loop» ofrece ventajas especiales, ya que se utiliza un controlador adaptativo para mantener automáticamente la velocidad de deformación correcta:
- Ahorro de tiempo: El sistema ajusta automáticamente la velocidad de deformación correcta, sin intervención del usuario.
- Sencillamente seguro: De este modo también se eliminan los errores de ajuste.
- Precisión: Un controlador adaptativo evita los excesos de la velocidad de estiramiento, manteniéndola constante y dentro de los límites de tolerancia, de modo que la velocidad de estiramiento se mantiene dentro de los límites de tolerancia incluso en caso de imprevistos.
Este método requiere un sistema de ensayos equipado con tecnología de control, pero simplifica notablemente la operación de ensayo.
Ensayo según ASTM E8 con el software de ensayos testXpert de forma eficiente y fiable
Con testXpert, puede aumentar su eficiencia en los ensayos según la norma ASTM E8. Y testXpert le proporcionará resultados de ensayo fiables, la base para tomar decisiones fiables.
- Todos los métodos de selección del programa de ensayo contienen todos los parámetros de la norma ASTM E8 , 100% conformes. En la pantalla, se puede ver la velocidad de deformación real alcanzada dentro de las tolerancias especificadas por la norma.
- Ahórrese ensayos previos y cálculos manuales de la velocidad de deformación según ASTM E8. testXpert se encarga de realizar la configuración automáticamente de todos los parámetros de control. Las posiciones objetivo y los valores de deformación se aproximan con una precisión milimétrica. Los cambios en las propiedades de la probeta se compensan en tiempo real (online).
- testXpert garantiza resultados de ensayo repetibles mediante unas condiciones de ensayo idénticas a través de una configuración predefinida de la máquina.
- Para que los resultados de los ensayos sean comparables, se reduce la intervención del operador al mínimo, por ejemplo a través del administrador de usuarios.
Preguntas frecuentes sobre la ASTM E8
La norma ASTM E8/ASTM E8M describe el ensayo de tracción uniaxial en metales a temperatura ambiente y la determinación de los valores característicos como límite elástico, límite de fluencia, deformación del límite de fluencia, resistencia a la tracción, alargamiento de rotura y estricción. Con los valores característicos, se pueden hacer declaraciones sobre la resistencia y tenacidad del material.
Mientras que la norma ASTM E8 indica las unidades en pulgadas y libras, la ASTM E8M utiliza unidades del SI. Según esto, los valores característicos determinados con un sistema de unidades no son exactamente iguales a los determinados con el otro. En este contexto, sin embargo, es importante señalar que la longitud inicial para determinar las deformaciones en la ASTM E8 se refiere a 4D, es decir, 4 veces el diámetro de las probetas redondas, mientras que en la ASTM E8M se refiere a 5D, es decir, 5 veces. el diámetro de las probetas redondas. En caso de confusión o de no tenerlo en cuenta, esto puede proporcionar unos valores característicos que ya no son comparables entre sí.
La norma ASTM E8/ASTM E8M describe el ensayo de tracción uniaxial en metales a temperatura ambiente y la determinación de los valores característicos como límite elástico, límite de fluencia, deformación del límite de fluencia, resistencia a la tracción, alargamiento de rotura y estricción. Con los valores característicos, se pueden hacer declaraciones sobre la resistencia y tenacidad del material.
Otras normas comunes para el ensayo de resistencia a la tracción son la ASTM D638 para plásticos, la ASTM D412 para caucho y elastómeros, y ASTM D3039 para compuestos de fibras.