ASTM E21: 온도 시험 요구사항
ASTM E21에 따른 고온 인장 시험은 고온에서 수행합니다. ASTM E8/E8M 규격과 달리 실온 이상의 온도는 38°C(100°F) 이상을 의미하는 것으로 간주합니다. 온도는 감도와 신뢰성이 충분히 높은 열전대를 이용하여 측정합니다.
ASTM E21에 따라 온도를 측정할 때는 다음 제한을 유지해야 합니다.
- 980°C 이하의 지정 온도: ±3°C(1,800°F 미만: ±5°F)
- 980°C 초과의 지정 온도: ±6°C(1,800°F 미만: ±10°F)
온도 측정에 사용하는 열전대는 일 년에 한 번 점검하고 필요하면 ASTM E220에 따라 반드시 재교정해야 합니다.
ASTM E21에 따른 변형 측정
신율계를 선택할 때는 ASTM E83 표준을 이용하여 감도 및 정확성 요구사항을 충족하는 것이 좋습니다. 오프셋 항복(Rp0.1 이상) 측정에는 Class B-2 신율계가 필요합니다. 요구사항 준수는 고온 조건에서 검증해야 합니다. 이러한 시험 중 하나는 S-S 곡선의 기울기(시험 재료 탄성 계수(공칭값)의 10% 이내) 측정이 될 수 있습니다.
변위 측정의 경우, ASTM E21에서는 신율계 받침날 및 온도 센서의 시편 표시 위치를 명시적으로 다룹니다. 이러한 사양은 표준에서 벗어나야 하는 경우가 생기면 반드시 보고를 하고, 인수 시험인 경우 반드시 사전에 동의를 구해야 합니다.
ASTM E21 규격에서는 선택한 신율계로 스트레인 레이트를 측정할 수 있어야 합니다. 또한 탄성 계수 측정은 이 표준에 포함되지 않으며, 빠른 가열 또는 빠른 변형률 속도에서의 시험 조건은 고려대상이 아니라는 점을 염두에 두시기 바랍니다. 그러나 인치나 파운드 단위로 표시되어 있는 물성값은 표준에 따릅니다.
ASTM E12: 시편 형태
ASTM E21에 사용하는 시편 형태는 ASTM E8 및 ASTM E8M 표준에 명시되어 있습니다. 이러한 시편은 기본적으로 고온 인장 시험에도 맞습니다.
ASTM E21에 따른 고온 인장 시험의 일반적인 시편 형태:
- 나사형 단부가 있는 봉상 시편
- 어깨부 끝단이 있는 원통형 시편
- 잠금 핀이 있는 판상 시편
ASTM E21에 따른 시험 속도
항복점과 오프셋 항복값을 측정할 때는 ASTM E21 규격에 따라 줄어든 평행부 내에서 스트레인 레이트를 0.005 ± 0.002in./in./min(또는 mm/mm/min) (0.000083 ± 0.000033/초에 해당)로 유지해야 합니다.
항복점과 오프셋 항복을 측정한 후 시험 속도는 0.05 ± 0.01in./in./min(또는 mm/mm/min)(0.00083 ± 0.00017/초에 해당)로 증가할 수 있습니다. 시험 속도(변형률 속도 또는 크로스 헤드 속도)를 기록해야 합니다.
항복점과 오프셋 항복을 측정한 후 크로스 헤드 속도가 위의 공차 내에서 안정적이라는 것이 확인되면, 0.05를 곱하여 줄어든 평행부(단위: in. 또는 mm)에서 크로스 헤드 속도(단위: in./min 또는 mm/min)를 계산할 수 있습니다. 이는 ASTM E8/E8M에 설명되어 있는 모든 시편 형태에 적용됩니다.
예시: 줄어든 평행부(이전에는 시험 길이라고도 불림)의 길이가 4인치라면, 크로스 헤드 속도는 0.2in./min로 설정해야 하고, 줄어든 평행부의 길이가 100mm인 경우에는 크로스 헤드 속도를 5mm/min로 설정해야 합니다.
스트레스-스트레인 곡선을 전체 기록해야 하는 경우는 인장 시험 동안 내내 시험 속도를 0.005 ± 0.002in./in./min(또는 mm/mm/min)로 유지할 수 있습니다.
항복점과 오프셋 항복을 측정할 필요가 없다면 신율계도 반드시 사용할 필요는 없습니다. 이 경우 인장 시험을 수행하는 동안 변형률 속도가 0.05 ± 0.01in./in./min(또는 mm/mm/min)가 되도록 크로스헤드 속도를 설정해야 합니다.
항복점과 오프셋 항복을 측정하기 위해 S-S 곡선의 초반부에서 시험 장비의 거동을 고려하려면 변형률 속도의 설정값을 약간 높게 조정해야 할 수 있습니다. 구체적인 참조값은 ASTM E21에 나와 있습니다. 항복점과 오프셋 항복을 벗어나면 조정하지 않은 설정값을 다시 적용해야 합니다.
파괴 시 변형과 단면적 감소
수동 파괴 시 변형 측정은 실온에서 수행합니다. 이전에 적용한 표점 마크 간 거리를 측정할 때 그 정확도는 0.01인치(0.3mm)까지여야 합니다.
수동 단면적 감소 측정도 실온에서 수행합니다. 부서진 원통형 시편의 끝부분이 서로 잘 맞아야 하고, 최소 직경은 0.01인치(0.3mm)까지 측정합니다. 균열 단면이 원형이 아닌 경우에는 여러 번 측정하여 단면적을 구합니다.
시험 보고서의 내용은 목록화하여 잘 설명해야 합니다. 시험 보고서는 시험 및 측정 조건을 가능한 한 정확하게 기술하는 것이 중요합니다. 파괴 시 변형의 경우 파괴 시 측정 후의 사양과 파괴 후 측정의 필요성에 대해 명시적으로 언급합니다. 어떤 초기 표점 거리를 고를지는 직사각형 시편(예: 2in(50mm))과 직경이 4배 또는5배 큰 원통형 시편에 매우 중요합니다.
