ASTM E8 | ASTM E8M Standardowe metody badawcze dla próby rozciągania materiałów metalicznych
ASTM E8 / ASTM E8M opisuje jednoosiową próbę rozciągania metali w temperaturze pokojowej i określenie charakterystycznych parametrów, jak granica wydłużenia, granica plastyczności, rozszerzenie granicy plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie przy zerwaniu jak i przewężenie przy zerwaniu.
Wartości charakterystyczne można wykorzystać do stwierdzenia wytrzymałości i trwałości materiału.
ASTM E8 kontra ASTM E8M Próby & Wymiary Wideo / Przeprowadzenie badania Prędkości badawcze & Metody regulacyjne Regulacja wydłużenia Systemy badawcze Dalsze odpowiednie normy FAQ's
Różnice między ASTM E8 i ASTM E8M
Ściśle mówiąc, ASTM obejmuje dwie normy, dlatego ASTM E8 należy odróżnić od ASTM E8M. Podczas gdy ASTM E8 odnosi się do jednostek miary „cal” i „funt”, ASTM E8M używa jednostek SI. Oznacza to, że wartości charakterystyczne, które zostały określone według jednego układu jednostek, nie są dokładnie takie same, jak te, które zostały określone według innego układu jednostek. W praktyce jednak nie stanowi to na ogół problemu, gdyż przy wyznaczaniu i porównywaniu wartości charakterystycznych nie następuje przełączanie jednostek.
W tym kontekście należy jednak zwrócić uwagę, że początkowa długość pomiarowa do określenia wydłużeń w ASTM E8 odnosi się do 4D, tj. 4-krotności średnicy próbek okrągłych, natomiast w ASTM E8M odnosi się do 5D, tj. 5-krotności średnicy okrągłych próbek. W przypadku pomyłki lub nieprzestrzegania może to prowadzić do powstania charakterystycznych wartości, które nie będą już ze sobą porównywalne.
Normy ASTM E8 i ASTM E8M szczegółowo opisują maszynę wytrzymałościową i typ uchwytów mocujących oraz dostarczają informacji na temat prawidłowego stosowania uchwytów mocujących.
ASTM E8 Próbki i wymiary
Podano ważne informacje dotyczące przygotowania próbki , aby zapewnić, że pobranie próbki produktu i późniejsze wytworzenie próbki nie będzie miało żadnego wpływu na materiał, który mógłby mieć wpływ na wyniki próby rozciągania.
Kształty próbek rozciąganych mogą być bardzo różnorodne. Norma ASTM E8 / ASTM E8M zawiera listę standardowych próbek płaskich do blach i cienkich blach, wyrobów rurowych, specjalnych uchwytów na próbki oraz standardowych próbek okrągłych do innych wyrobów metalowych i określa odpowiednie początkowe długości pomiarowe, do których odnoszą się wszystkie wartości wydłużenia. Z kilkoma wyjątkami podano wszystkie wymiary wymagane do produkcji próbek lub podano wymiary minimalne.
Zarówno kształt próby , jak i sposób jej przygotowania są określone w normie badawczej ASTM E8 . Próbki należy wytwarzać w taki sposób, aby nie miało to wpływu na właściwości materiału. Wszystkie obszary, które podczas produkcji próbek zostały utwardzone poprzez cięcie lub wykrawanie - muszą zostać poddane obróbce - jeśli mają one wpływ na właściwości.
Wyroby o stałym przekroju poprzecznym (profile, pręty, druty itp.) oraz próbki odlewane (np. żeliwo, stopy metali nieżelaznych) można badać bez obróbki. Preferowanymi kształtami próbek zgodnie z ASTM E8 są próbki płaskie (próbki wiosełkowe) i próbki okrągłe.
ASTM E8 Prędkości badawcze i metody regulacji
Szczególną uwagę zwraca się na prędkość badawczą . ASTM E8 i ASTM E8M umożliwiają pięć różnych sposobów określania prędkości badawczych. Określane są jako
- (a) prędkość wydłużenia próbki,
- (b) prędkość naprężenia lub przyrost naprężenia próbki,
- (c) prędkość belki poprzecznej lub prędkość trawersy,
- (d) czas, który upłynął do zakończenia odcinka badawczego lub całego badania i
- (e) prędkość swobodnego ruchu belki poprzecznej lub trawersy, czyli informacja o prędkości bez obciążenia belki poprzecznej lub trawersy.
Aby określić tak zwane „Yield Properties“, którymi są granica plastyczności, rozszerzenie granicy plastyczności i granice wydłużenia, ogólnie wszystkie parametry związane ze zmianą zachowania materiału z elastycznego na plastyczne, ważne jest określenie odpowiedniej regulacji prędkości badawczej. W przypadku materiałów metalicznych parametry te mogą w istotny sposób zależeć od rzeczywistej prędkości badawczej, dlatego prędkości badawcze muszą być utrzymywane w określonych tolerancjach. ASTM E8 i ASTM E8M uwzględniają to za pomocą trzech różnych metod regulacji. Są one oznaczone jako Metoda A, B i C.
Należy stosować wszystkie wartości liczbowe dla trzech opisanych poniżej metod, chyba że normy produktu lub normy dotyczące zastosowań specjalnych określają inne wartości liczbowe.
Po zakończeniu określania granicy plastyczności i granic wydłużenia (lub w ogóle nie ma na celu jej określenia) i spodziewane jest wydłużenie próbki większe niż 5%, prędkość badawczą można ustawić w zakresie od 0,05 do 0,5 cala/cal. /min (lub mm/mm/min*)). Informacje te odnoszą się albo do początkowej długości pomiarowej ekstensometru, który nadal dokonuje pomiaru, albo do początkowej równoległej długości próbki. Dlatego prędkość badawczą określa się jako szybkość odkształcania lub prędkość wydłużenia. Przy tej prędkości badawczej określa się następnie wszystkie pozostałe wartości charakterystyczne próby rozciągania zgodnie z ASTM E8 / ASTM E8M.
Porównanie metod regulacji prędkości badawczej według ASTM E8
Metoda regulacji B:
Zalecana procedura | Metoda regulacji C:
| Metoda regulacji A:
|
|
|
|
|
|
|
Metoda A: Prędkość naprężenia
Metoda A opiera się na wzroście naprężenia rozciągającego podczas obciążenia.
- W liniowo sprężystej części próby rozciągania, czyli na samym początku próby, należy osiągnąć wzrost naprężenia w zakresie 1,15 i 11,5 MPa/s (odpowiada to 10 000 i 100 000 psi/min).
- Jednakże w normach ASTM E8 ewent. ASTM E8M wyraźnie stwierdzono, że te specyfikacje i metoda nie oznaczają, że wzrost naprężenia powinien być utrzymywany na stałym poziomie aż do uzyskania zachowania plastycznego lub że należy zastosować kontrolę wzrostu siły w zamkniętej pętli regulacji może wykraczać poza liniowy zakres sprężystości.
Metoda C: Prędkość trawersy
Metoda C bazuje na stałej prędkości belki poprzecznej lub trawersy.
- Prędkość trawersy należy wyregulować i utrzymywać na stałym poziomie, tak aby początkowa równoległa długość próbki uległa wydłużeniu o 0,015 ± 0,003 cala/cal/min lub mm/mm/min .
- Ta metoda C jest zalecana, jeśli materiał nie odkształca się w sposób ciągły.
Metoda B: Regulacja wydłużenia / Regulacja prędkości wydłużenia "closed loop"
Metoda B opiera się na regulacji prędkości wydłużenia lub szybkości odkształcania (Regulacja prędkości wydłużenia) podczas obciążania.
- Maszyna wytrzymałościowa utrzymuje stałą szybkość odkształcania lub szybkość odkształcania w zamkniętej pętli regulacji „closed loop“, używając ekstensometru do ciągłego dostarczania wartości wydłużenia, które są wykorzystywane do obliczenia dokładnej szybkości wydłużenia.
- Prędkość wydłużenia jest określona przez normę na 0,015 ± 0,006 cala/cal/min lub mm/mm/min co odpowiada 40% tolerancji dla regulacji szybkości odkształcania.
W oprogramowaniu badawczym testXpert prędkość wydłużenia można śledzić w dowolnym momencie.
- Czerwona linia (1) pokazuje pasmo tolerancji ASTM E 8 (40% ustawionej prędkości).
- Zielona, przerywana linia wskazuje węższy zakres tolerancji wynoszący 5%, który jest punktem odniesienia dla systemów badawczych ZwickRoell , aby zapewnić bezpieczeństwo nawet w nieprzewidzianych zdarzeniach. Dobra regulacji szybkości wydłużenia charakteryzuje się (2) niskimi wahaniami na wejściu i (3) stabilną regulacją prędkości. Warunkiem jest regulator adaptacyjny.
Dlaczego zaleca się regulację szybkości wydłużenia w „closed loop“
Dzięki regulacji prędkości wydłużenia zwiększa się wiarygodność wyników i uzyskuje się porównywalne wyniki badań. Charakterystyka materiałów metalicznych zależy w dużym stopniu od szybkości odkształcania lub prędkości wydłużenia. Im wyższa szybkość odkształcania, tym zwykle wyższe są wartości wytrzymałości. Stopy i inne cechy produktu również wpływają na zależność od szybkości odkształcania.
Szczególną zaletę oferuje regulacja wydłużenia w zamkniętej pętli regulacji „closed loop“, dla których zastosowano sterownik adaptacyjny, który automatycznie utrzymuje prawidłową prędkość wydłużenia:
- Oszczędność czasu: System automatycznie ustawia prawidłową wartość wydłużenia bez interwencji użytkownika.
- Po prostu bezpieczne: Eliminuje to również błędy ustawień.
- Precyzja: Sterownik adaptacyjny zapobiega przekroczeniu prędkości wydłużenia, utrzymuje ją na stałym poziomie w granicach tolerancji, dzięki czemu szybkość odkształcania pozostaje w granicach tolerancji nawet w przypadku nieprzewidzianych zdarzeń.
Procedura ta wymaga systemu badawczego skoordynowanego z technologią sterowania, ale znacznie upraszcza działanie badawcze.
Badaj zgodnie z ASTM E8 wydajnie i bezpiecznie za pomocą oprogramowania badawczego testXpert
Dzięki testXpert zwiększasz efektywność badań zgodnie z normą ASTM E8. A testXpert dostarcza pewnych wyników badawczych, będące podstawą wiarygodnych decyzji.
- Bez względu na to, którą metodę wybierzesz, w programie badania wszystkie parametry normy ASTM E8 są już zawarte, w 100% zgodnym z normą. Na przygotowanym układzie można zobaczyć rzeczywistą szybkość wydłużenia uzyskaną w granicach tolerancji określonych w normie.
- Oszczędź sobie wstępnych badań i ręcznych obliczeń szybkości wydłużenia zgodnie z ASTM E8 . testXpert zajmuje się automatycznym ustawieniem wszystkich parametrów regulujących. Pozycje celu i wartości wydłużenia są osiągane z najwyższą dokładnością. Zmiany właściwości próbki są kompensowane online.
- testXpert zapewnia powtarzalne wyniki testów w dokładnie identycznych warunkach badawczych i dzięki wstępnie zdefiniowanej konfiguracji maszyny.
- Aby zapewnić porównywalne wyniki badań, wpływ użytkownika jest ograniczony do minimum, na przykład poprzez zarządzanie użytkownikiem.
Często zadawane pytania dotyczące ASTM E8
ASTM E8/ASTM E8M opisuje jednoosiową próbę rozciągania metali w temperaturze pokojowej i określenie charakterystycznych parametrów, jak granica wydłużenia, granica plastyczności, rozszerzenie granicy plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie przy zerwaniu jak i przewężenie przy zerwaniu. Wartości charakterystyczne można wykorzystać do stwierdzenia wytrzymałości i trwałości materiału.
Podczas gdy ASTM E8 odnosi się do jednostek miary „cal” i „funt”, ASTM E8M używa jednostek SI. Oznacza to, że wartości charakterystyczne, które zostały określone według jednego układu jednostek, nie są dokładnie takie same, jak te, które zostały określone według innego układu jednostek. Początkowa długość pomiarowa do określenia wydłużeń w ASTM E8 odnosi się do 4D, tj. 4-krotności średnicy próbek okrągłych, natomiast w ASTM E8M odnosi się do 5D, tj. 5-krotności średnicy okrągłych próbek. W przypadku pomyłki lub nieprzestrzegania może to prowadzić do powstania charakterystycznych wartości, które nie będą już ze sobą porównywalne.
ASTM E8/ASTM E8M opisuje jednoosiową próbę rozciągania metali w temperaturze pokojowej i określenie charakterystycznych parametrów, jak granica wydłużenia, granica plastyczności, rozszerzenie granicy plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie przy zerwaniu jak i przewężenie przy zerwaniu. Wartości charakterystyczne można wykorzystać do stwierdzenia wytrzymałości i trwałości materiału.
Inne powszechne normy, dotyczące prób rozciągania to ASTM D638 dla tworzyw sztucznych, ASTM D412 dla gumy i elastomerów oraz ASTM D3039 dla włóknistych materiałów kompozytowych