ASTM E8 | ASTM E8M 金属材料の引張試験の標準試験法

試験片の準備に関して大事な情報が提供されており、その狙いはマシーンプロセスとその後の試験の準備が材料に影響を与えないようにすることです。この点は結局、引張試験の結果に影響を与える可能性があるためです。

引張試験片には、さまざまな形状があります。ASTM E8/ASTM E8M は、シートメタルおよび薄いシートメタルの平板試験片、チューブ、特別な試験片グリップ、その他の金属製品の標準的な丸棒試験片をリスト化し、ひずみ値の参照となる原標点距離を指定しています。いくつかの例外を除いて、試験片の準備に必要なすべての寸法が指定されているか、最小寸法が示されています。

試験片形状 と 試験片マシーン の両方とも、ASTM E8 試験規格に定められています。試験片は、材料特性に影響を与えないように準備する必要があります。試験片の機械加工プロセス中に切断または打ち抜きによってひずみ硬化されたすべての領域は、試験片の特性に影響を与える場合、それに応じて処理する必要があります。

一定の断面積を持つ製品（プロファイル、棒材、ワイヤーなど）および鋳造試験片（鋳鉄、非鉄合金など）は、加工せずに試験を実施出来ます。ASTM E8 に準拠した好ましい試験片の形状は、平らな試験片 (ショルダーエンド) および丸い試験片です。

特に注目すべきは試験速度です。ASTM E8およびASTM E8Mは、テスト速度を指定する 5 つの異なる方法をサポートしています。次のように指定されています

• (a) 試験片のひずみ速度,
• (b) 試験片応力率,
• (c) クロスヘッドスピード,
• (d) 試験の一部または全部を完了するための経過時間、そして
• (e) フリークロスヘッド速度（無負荷下の試験機のクロスヘッドの移動速度）。

いわゆる降伏特性、つまり降伏強さ、降伏点伸び、およびオフセット耐力を決定するには、一般に、弾性から塑性への材料挙動の変化に関連するすべての特性値では、試験速度の適切な制御を定義することが重要です。金属材料の場合、これらの特性値は実際のテスト速度に大きく依存する可能性があるため、テスト速度は指定された許容範囲内に維持する必要があります。ASTM E8 および ASTM E8M では、3 つの異なる制御方法でこれを考慮しています。これらは、メソッド A、B、および C として指定されています。

製品規格または特殊用途の規格で他の値が指定されていない限り、3つの方法のすべての数値が使用されます。

降伏強度とオフセット耐力の決定が完了している (または決定する必要がない) 場合、試験片の伸びが 5% を超えると予想される場合は、試験速度を 0.05 ～ 0.5 in./in./ 分 (または mm/mm/分*))に上げることができます。この仕様は、測定伸び計の初期ゲージ長または試験片の初期平行長のいずれかを指します。したがって、試験速度はひずみ速度として示されます。この試験速度では、引張試験の他のすべての特性値はASTM E8/ASTM E8Mに従って決定されます。

メソッド A は、荷重適用中の引張応力の増加に基づいています。

• 引張試験の線形弾性部分、つまり試験の最初の部分では、応力適用速度は 1.15 ～ 11.5 MPa/秒 (これは 10000 ～ 100000 psi/分に相当) でなければなりません。
• ただし、ASTM E8およびASTM E8Mでは、これらの仕様および方法が、応力の増加は、塑性挙動のポイントまで一定に保持する必要があること、または、力の増加の閉ループ制御を線形弾性範囲を超えて適用することができます。

メソッド Bは、荷重が加えられている間のひずみ速度またはひずみ速度の制御 (ひずみ速度制御) に基づいています。

• 試験機は、正確なひずみ速度を計算するために使用されるひずみ値を継続的に提供する伸び計を使用して、クローズドループのひずみ速度を一定に保ちます。
• 規格では、0.015 ± 0.006 in./in./minまたは mm/mm/minのひずみ速度が指定されています。これは、ひずみ速度を設定する際の 40% の公差に相当します。