ASTM E8 | ASTM E8M Método de ensaio padrão para o ensaio de tração em materiais metálicos
A ASTM E8/ASTM E8M descreve o ensaio de tração uniaxial (de um eixo) em metais a temperatura ambiente e a determinação dos valores característicos como por ex. limite de elasticidade, limite de escoamento, extensão do limite de escoamento, resistência à tração, deformação de ruptura e estricção de ruptura.
Com os valores característicos podem ser feitas afirmações quanto à resistência e a tenacidade do material.
ASTM E8 vs. ASTM E8M Amostras & Dimensões Vídeo / Execução do ensaio Velocidades de ensaio & Métodos de regulagem Regulagem da taxa de deformação Sistemas de ensaio Outras normas relevantes FAQ's
Diferenças entre ASTM E8 e ASTM E8M
A referida ASTM inclui em verdade duas normas, por esse motivo é necessário distinguir a ASTM E8 da ASTM E8M. Enquanto a ASTM E8 se fere as unidades de medida ”inch“ e ”pound“, na ASTM E8M unidades SI são utilizadas. Isso faz com que os valores característicos determinados de acordo com um dos sistemas de unidades não são exatamente iguais aos determinados com o outro sistema de unidades. Na prática, isso normalmente não é problemático uma vez que a determinação de valores característicos e a comparação de valores característicos não utilizam unidades diferentes
Contudo, nesse contexto é importante observar que o comprimento de medição inicial para a determinação das deformações se refere na ASTM E8 a 4D, ou seja, a 4 vezes o diâmetro das amostras cilíndricas, enquanto ele se refere na ASTM E8M a 5D, ou seja, a 5 vezes o diâmetro das amostras cilíndricas. No caso de trocas involuntárias o também em caso de não observância, isso pode levar a valores característicos que não são mais comparáveis entre si.
A ASTM E8 e a ASTM E8M tratam detalhadamente da máquina de ensaio e do tipo de garras de amostras e fornecem informações sobre o uso correto das garras de espécime.
ASTM E8 - Amostras e Dimensões
Para a preparação das amostras são fornecidas informações importantes as quais asseguram que a retirada da amostra não cause influências sobre o produto e na fabricação da amostra subsequente influências sobre o material as quais poderiam comprometer os resultados da ensaio de tração.
As formas de amostras de tração podem ser muito diversificadas. A ASTM E8 / ASTM E8M lista espécimes planos padrão para chapas metálicas e chapas finas, para produtos tubulares, para garras de amostras especiais, bem como espécimes redondos padrão para outros produtos metálicos e especifica os comprimentos de bitola inicial correspondentes aos quais todos os valores de alongamento se referem. Com poucas exceções, todas as dimensões necessárias para a fabricação de amostras são definidas ou medidas mínimas são indicadas.
Tanto a forma de amostra quanto a fabricação da amostra são definidas na norma de ensaio ASTM E8. As amostras deverão ser fabricadas de modo que as características dos materiais não são comprometidas. Todas as regiões as quais durante a fabricação das amostras foram submetidas à têmpera a frio por meio de corte ou estampagem deverão ser devidamente usinadas quando comprometem as características.
Produtos com seção transversal constante (perfis, varas, arames, etc.) assim como amostras fundidas (por ex. ferro fundido, ligas não ferrosas) podem ser testados sem usinagem. As formas de amostra de preferência conforme ASTM E8 são amostras planas (amostra tipo gravata) e amostras cilíndricas.
ASTM E8 Velocidades de ensaio e métodos de regulagem
Atenção especial é dada à velocidade de ensaio. A ASTM E8 e a ASTM E8M admitem cinco tipos diferentes de definição de velocidades de ensaio. Eles são chamados de
- (a) taxa de deformação ou velocidade de deformação na amostra,
- (b) taxa de tensão ou aumento de tensão na amostra,
- (c) Velocidade do cabeçote transversal ou velocidade da travessa,
- (d) tempo percorrido até o final de uma etapa do ensaio ou do ensaio inteiro e
- (e) velocidade livre do cabeçote transversal ou da travessa, ou seja, a indicação da velocidade sem carga sobre o cabeçote transversal ou a travessa.
Para a determinação dos assim chamados “Yield Properties“, ou seja, limite de escoamento, extensão dos limites de escoamento e limites de elasticidade, de forma geral todos os valores característicos relacionados à modificação do comportamento do material de elástico para plástico, é importante definir o controle adequado da velocidade de ensaio. No caso de materiais metálicos os valores característicos podem depender significativamente da velocidade de ensaio efetiva, por esse motivo as velocidades de ensaio devem ser mantidas dentro das tolerâncias indicadas. A ASTM E8 e a ASTM E8M atendem a esse requisito por meio de três diferentes métodos de regulagem. Eles são designados Método A, B e C.
Todos as indicações numéricas para os três métodos devem ser aplicadas quando as normas de produto ou normas para aplicações especiais não indicam outros valores numéricos.
Quando a determinação do limite de escoamento e doslimites de elasticidade foi concluída (ou nem sequer deve ser feita) e é esperada a deformação da amostra superior a 5 %, a velocidade de ensaio pode ser aumentada para 0,05 até 0,5 in./in./min (ou mm/mm/min*)). Esta indicação se refere ao comprimento de medição inicial do extensômetro ainda executando a medição ou ao comprimento paralelo inicial da amostra. Portanto, a velocidade de ensaio é indicada como taxa de deformação ou como velocidade de deformação. Com esta velocidade de ensaio serão determinados todos os demais valores característicos do ensaio de tração conforme ASTM E8/ASTM E8M.
Comparação dos métodos de regulagem da velocidade de ensaio conforme ASTM E8
Método recomendado |
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Método A Velocidade de tensão
O Método A se baseia no aumento da tensão de tração durante a exposição à carga.
- Na parte elástica linear do ensaio de tração, ou seja, bem no começo do ensaio, aumentos de tensão na faixa de 1,15 e 11,5 MPa/seg. devem ser alcançados (isso corresponde a 10000 e 100000 psi/min, respectivamente).
- Contudo, a ASTM E8 respectivamente a ASTM E8M destacam claramente que estas indicações e o método não significam que o aumento de tensão deve ser mantido constante até o comportamento plástico ou que o controle do aumento de força na malha fechada pode ser aplicado para além da faixa elástica linear.
Método C Velocidade da travessa
O Método C se baseia na velocidade constante do cabeçote transversal ou da velocidade da travessa.
- A velocidade da travessa deve ser ajustada e mantida constante de modo que o comprimento paralelo inicial da amostra sofre uma deformação de 0,015 ± 0,003 in./in./min ou mm/mm/min.
- O Método C é recomendado quando o material não sofre deformação contínua.
Método B Regulagem da taxa de deformação / Regulagem de velocidade de deformação "closed loop"
O Método B se baseia na regulagem da velocidade de deformação ou da taxa de deformação (regulagem da taxa de deformação) durante a exposição à carga.
- A máquina para ensaios de materiais mantém constante a taxa de deformação ou a velocidade de deformação na malha fechada “closed loop“, sendo que um extensômetro fornece continuamente valores de deformação os quais são utilizados para o cálculo exato da velocidade de deformação.
- A taxa de deformação é fixada pela norma em 0,015 ± 0,006 in./in./min ou mm/mm/min, o que corresponde à tolerância de 40% para o ajuste da velocidade de deformação.
No software de ensaios testXpert a velocidade de deformação é rastreável em qualquer momento.
- A linha vermelha (1) indica a faixa de tolerância da norma ASTM E8 (40% da velocidade ajustada).
- A linha verde tracejada indica a faixa de tolerância mais estreita de 5%, a qual nos sistemas de ensaio da ZwickRoell é referência, para ficar no lado seguro mesmo em caso de eventos imprevistos. Uma boa regulagem da taxa de deformação é caracterizada por (2) pequenas oscilações iniciais e (3) pela regulagem da velocidade estável. O pré-requisito para tal é um regulador adaptador.
Por que a regulagem de taxa de deformação “closed loop“ é recomendada
Com a regulagem de taxa de deformação a confiabilidade dos resultados aumenta e resultados de ensaio comparáveis são obtidos. Os valores característicos de materiais metálicos dependem fortemente da taxa de deformação ou da velocidade de deformação. Quanto maior a taxa de deformação, tanto maior é normalmente o valor de resistência. Também ligas e outras características do produto influenciam a dependência da taxa de deformação.
Vantagens específicas são fornecidas pela regulagem de taxa de deformação na malha fechada “closed loop“, para a qual um regulador adaptador é utilizado para manter automaticamente a velocidade de deformação correta:
- Economia de tempo: O sistema ajusta automaticamente a taxa de deformação correta, totalmente sem intervenção do usuário.
- Simplesmente seguro: Dessa forma também se eliminam erros de ajuste.
- Exatidão: O regulador adaptador impede ultrapassagens da taxa de deformação, a mantém constante e claramente dentro da tolerância de modo que a taxa de deformação fica dentro dos limites de tolerância mesmo no caso de acontecimentos imprevistos.
Este método pressupõe um sistema de ensaio conciliado quanto à tecnologia de regulagem, mas simplifica significativamente a operação de ensaio.
Ensaios eficientes e seguros conforme ASTM E8 com o software de ensaios testXpert
Com o testXpert, você aumentará a eficiência para ensaios conforme ASTM E8. E o testXpert fornece resultados confiáveis, a base para decisões confiáveis.
- Não importa o método escolhido, o procedimento de ensaio já inclui todos os parâmetros da ASTM E8 , 100% em conformidade com a norma. Em um layout preparado, é possível visualizar a taxa de deformação real obtida dentro das tolerâncias especificadas pela norma.
- Você pode dispensar os pré-ensaios e cálculos manuais para a velocidade de deformação conforme ASTM E8. O testXpert assume o ajuste automático de todos os parâmetros de controle. As posições-alvo e os valores de deformação são alcançados com exatidão. As alterações nas propriedades da amostra são compensadas online.
- O testXpert garante resultados de ensaio repetíveis por meio de condições de ensaio exatamente idênticas através da configuração pré-definida da máquina.
- Para resultados de ensaio reprodutíveis, a influência do operador é reduzida a um mínimo, por exemplo, por meio do gerenciamento de usuários.
Perguntas frequentes quanto à norma ASTM E8
A ASTM E8/ASTM E8M descreve o ensaio de tração uniaxial (de um eixo) em metais a temperatura ambiente e a determinação dos valores característicos como por ex. limite de elasticidade, limite de escoamento, extensão do limite de escoamento, resistência à tração, deformação de ruptura e estricção de ruptura. Com os valores característicos podem ser feitas afirmações quanto à resistência e a tenacidade do material.
Enquanto a ASTM E8 se fere as unidades de medida ”inch“ e ”pound“, na ASTM E8M unidades SI são utilizadas. Isso faz com que os valores característicos determinados de acordo com um dos sistemas de unidades não são exatamente iguais aos determinados com o outro sistema de unidades. O comprimento de medição inicial para a determinação das deformações se refere na ASTM E8 a 4D, ou seja, a 4 vezes o diâmetro das amostras cilíndricas, enquanto na ASTM E8M ele se refere a 5D, ou seja, a 5 vezes o diâmetro das amostras cilíndricas. No caso de trocas involuntárias o também em caso de não observância, isso pode levar a valores característicos que não são mais comparáveis entre si.
A ASTM E8/ASTM E8M descreve o ensaio de tração uniaxial (de um eixo) em metais a temperatura ambiente e a determinação dos valores característicos como por exemplo, limite de elasticidade, limite de escoamento, extensão do limite de escoamento, resistência à tração, deformação de ruptura e estricção de ruptura. Com os valores característicos podem ser feitas afirmações quanto à resistência e a tenacidade do material.
Outras normas ASTM comuns para ensaios de tração são ASTM D638 para plásticos, ASTM D412 para borracha e elastômeros e ASTM D3039 para compostos reforçados com fibras