ASTM E8 | ASTM E8M Стандартная методика для испытаний металлических материалов на растяжение
В стандарте ASTM E8 / ASTM E8M приводится описание одноосного испытания металлов на растяжение при комнатной температуре и определения следующих характеристик: условный предел текучести, предел текучести, удлинение пределов текучести, прочность при растяжении, деформация разрушения, а также относительное сужение.
На основе этих характеристик можно делать выводы о прочности и вязкости материала.
ASTM E8 vs. ASTM E8M Образцы и размеры Видео / проведение испытания Скорость испытания и методы регулирования Регулирование по скорости деформации Испытательные системы Другие важные стандарты Часто задаваемые вопросы
Различия между стандартами ASTM E8 и ASTM E8M
При ближайшем рассмотрении этот ASTM содержит два стандарта, поэтому ASTM E8 следует отличать от ASTM E8M. В то время как ASTM E8 оперирует единицами измерения „дюйм“ и „фунт“, в ASTM E8M используются единицы СИ. В результате характеристики, полученные согласно одной системе единиц, не совсем совпадают с характеристиками, полученными при использовании другой системы единиц. Однако на практике это обычно не проблема, т.к. при определении и сравнении характеристик переключение между единицами измерения не проводится.
В этой связи, однако, важно помнить, что начальная расчетная длина для определения деформации в ASTM E8 относится к 4D, т.е. в 4 раза превышает диаметр круглого образца, а в ASTM E8M - к 5D, т.е. в 5 раз больше диаметра круглого образца. Путаница или несоблюдение этого правила приводит к невозможности сравнения характеристик.
Стандарты ASTM E8 и ASTM E8M подробно описывают испытательную машину и тип захватов, а также предоставляют информацию о правильном применении захватов.
ASTM E8, образцы и размеры
Для подготовки образцов предусмотрены важные указания, чтобы гарантировать отсутствие воздействий на материал в процессе извлечения образца из изделия и последующей его обработки, которые бы негативно влияли на результаты испытаний на растяжение.
Формы образцов могут быть самыми разными. ASTM E8 / ASTM E8M приводит стандартные плоские образцы для листового металла и тонколистовой стали, для труб, для специальных захватов, а также стандартные круглые образцы для других изделий из металла и определяет соответствующие значения начальной расчетной длины, от которых зависят все значения деформации. За некоторыми исключениями, регламентированы все размеры, необходимые для изготовления образцов, или указаны минимальные размеры.
Как форма образцов, так и процесс их изготовления регламентированы в стандарте ASTM E8. Образцы следует изготавливать таким образом, чтобы не повлиять на свойства материала. Все зоны, получившие наклеп в процессе изготовления образца посредством резки или вырубки, должны быть соответствующим образом обработаны, если они влияют на свойства.
Изделия с неизменным поперечным сечением (профили, прутки, проволока и т.д.), а также литые образцы (например, чугун, цветные сплавы) можно испытывать без механической обработки. Предпочтительные формы образцов согласно стандарту ASTM E8 - плоские образцы (лопатки) и круглые образцы.
ASTM E8, скорость испытания и методы регулирования
Особое значение придается скорости испытания. Стандарты ASTM E8 и ASTM E8M допускают пять различных типов определения скорости испытания. Их называют следующим образом:
- (a) скорость деформации на образце,
- (b) скорость напряжения или рост напряжения на образце,
- (c) скорость траверсы,
- (d) затраченное время вплоть до конца фазы испытания или всего испытания
- (e) скорость свободного хода траверсы, т.е. заданная скорость без нагружения траверсы.
Для определения т.н. „Yield Properties“ (это предел текучести, удлинение пределов текучести и условные пределы текучести: в общем все характеристики, связанные с изменением поведения материала от упругого к пластичному) важно регламентировать подходящее регулирование скорости испытания. Т.к. у металлических материалов эти характеристики могут явно зависеть от фактической скорости испытания, то скорости испытания следует поддерживать в пределах заданных допусков. Стандарты ASTM E8 и ASTM E8M учитывают это с помощью трех различных методов регулирования. Они обозначены как метод A, B и C.
Все числа для описанных ниже трех методов следует использовать в том случае, если производственные стандарты или стандарты для специальных областей применения не предписывают других числовых значений.
Если определение предела текучести и условных пределов текучести завершено (или в таком определении нет необходимости) и ожидается деформация образца более чем в 5 %, то скорость испытания можно установить на 0,05 - 0,5 дюйм/дюйм/мин (или мм/мм/мин*)). Это значение зависит либо от начальной расчетной длины измеряющего экстензометра, либо от начальной рабочей длины образца. Таким образом, скорость испытания указана как скорость деформации. При этой скорости испытания будут определяться все остальные характеристики испытания на растяжение по ASTM E8 / ASTM E8M.
Сравнение методов регулирования скорости испытания по ASTM E8
Рекомендованный метод |
|
|
|
|
|
|
|
|
Метод A: скорость напряжения
Метод A основан на росте напряжения растяжения во время нагружения.
- В линейной упругой части испытания на растяжение (т.е. в самом начале испытания) необходимо достичь роста напряжения в диапазоне 1,15 и 11,5 МПа/сек (это соответствует 10000 и 100000 psi/мин).
- Однако в ASTM E8 / ASTM E8M есть четкое указание на то, что данные значения и методика не предполагают постоянной поддержки роста напряжения вплоть до пластичного поведения образца или применения регулирования роста усилия в закрытом контуре регулирования за пределами линейной упругой зоны.
Метод C: Скорость траверсы
Метод C основан на постоянной скорости траверсы.
- При этом скорость траверсы следует настроить и поддерживать постоянной таким образом, чтобы деформация начальной рабочей длины образца составила 0,015 ± 0,003 дюйм/дюйм/мин или мм/мм/мин.
- Этот метод С рекомендуется в тех случаях, если материал не постоянно деформируется.
Метод B: регулирование по скорости деформации "closed loop"
Метод B основан на регулировании по скорости деформации (регулирование по скорости деформации) во время нагружения.
- Испытательная машина удерживает скорость деформации в замкнутом контуре регулирования „closed loop“ постоянной, для этого экстензометр непрерывно выдает значения деформации, которые привлекаются для расчета точной скорости деформации.
- Скорость деформации регламентирована в стандарте значением 0,015 ± 0,006 дюйм/дюйм/мин или мм/мм/мин, это соответствует допуску в 40% для настройки скорости деформации.
В программном обеспечении testXpert скорость деформации можно отслеживать в любой момент.
- Красная линия (1) показывает полосу допуска стандарта ASTM E 8 (40% от настроенной скорости).
- Зеленая пунктирная линия обозначает более узкую полосу допуска в 5%, являющуюся стандартом для испытательных систем фирмы ZwickRoelln, чтобы обеспечить безопасность даже в случае непредвиденных событий. Хорошее регулирование скорости деформации отмечено малыми входными колебаниями (2) и стабильным регулированием скорости (3). Предпосылкой этого является адаптивный регулятор.
Почему рекомендуется регулирование по скорости деформации „closed loop“
Регулирование по скорости деформации увеличивает надежность результатов и обеспечивает сопоставимость результатов испытаний. Потому что характеристики металлических материалов сильно зависят от скорости деформации. Чем выше скорость деформации, тем выше, как правило, значения прочности. Сплавы и другие характеристики продукта также влияют на зависимость от скорости деформации.
Специальные преимущества предлагает регулирование по скорости деформации в замкнутом контуре регулирования „closed loop“, для которого используется адаптивный регулятор, чтобы автоматически удерживать корректную скорость деформации:
- Экономия времени: система автоматически настраивает корректную скорость деформации без какого-либо участия оператора.
- Простота и надежность: ошибки при настройке исключены.
- Точность: адаптивный регулятор предотвращает разброс скорости деформации, удерживает ее постоянной и четко в пределах допуска, даже при непредвиденных событиях.
Этот метод предполагает наличие согласованной в плане технического регулирования испытательной системы, но в то же время значительно упрощает проведение испытания.
ASTM E8, с программным обеспечением testXpert проводить испытания эффективно и безопасно
ПО testXpert увеличивает эффективность испытаний по ASTM E8. testXpert выдает надежные результаты испытаний как основу для надежных решений.
- Какой бы метод Вы ни выбрали, в программе испытаний уже содержатся все параметры ASTM E8, соответствие стандарту 100%. В подготовленном макете экрана Вы увидите фактически достигнутую скорость деформации в пределах регламентированного стандартом допуска.
- Предварительные испытания и ручные расчеты скорости деформации по ASTM E8 больше не нужны. testXpert автоматически настраивает все параметры регулирования. Целевые позиции и значения деформации будут достигнуты с высокой точностью. Изменения свойств образца компенсируются в режиме online.
- ПО testXpert обеспечивает сходимость результатов испытаний благодаря идентичным условиям испытаний в предварительно регламентированной конфигурации машины.
- Для обеспечения сопоставимости результатов испытаний влияние человеческого фактора сводится к минимуму (например, с помощью функции управление пользователями).
Слишком много образцов?
Проведите автоматизацию сейчас!
К автоматизированным испытательным системам Связаться сейчас
Часто задаваемые вопросы по стандарту ASTM E8
В стандарте ASTM E8/ASTM E8M приводится описание одноосного испытания металлов на растяжение при комнатной температуре и определения следующих характеристик: условный предел текучести, предел текучести, удлинение пределов текучести, прочность при растяжении, деформация разрушения, а также относительное сужение. На основе этих характеристик можно делать выводы о прочности и вязкости материала.
В то время как ASTM E8 оперирует единицами измерения „дюйм“ и „фунт“, в ASTM E8M используются единицы СИ. В результате характеристики, полученные согласно одной системе единиц, не совсем совпадают с характеристиками, полученными при использовании другой системы единиц. Начальная расчетная длина для определения деформации в ASTM E8 относится к 4D, т.е. в 4 раза превышает диаметр круглого образца, а в ASTM E8M - к 5D, т.е. в 5 раз больше диаметра круглого образца. Путаница или несоблюдение этого правила приводит к невозможности сравнения характеристик.
В стандарте ASTM E8/ASTM E8M приводится описание одноосного испытания металлов на растяжение при комнатной температуре и определения следующих характеристик: условный предел текучести, предел текучести, удлинение пределов текучести, прочность при растяжении, деформация разрушения, а также относительное сужение. На основе этих характеристик можно делать выводы о прочности и вязкости материала.
Другие часто используемые стандарты ASTM для испытаний на растяжение: ASTM D638 для пластмасс, ASTM D412 для резины и эластомеров, а также ASTM D3039 для волокнистых композитов