金屬材料的ASTM E8張力測試
ASTM E8 / E8M是確定金屬材料的拉伸特性的最常見測試方法之一,另一個是ASTM A370。它於1924年首次發行,最初被稱為ASTM E8-24T,是最古老的積極使用的金屬測試標準。與大多數標準一樣,ASTM E8經常經常發生較小的變化。但是,最近,其中一種變化之一是顯著的。在2011年之前,ASTM E8 / E8M分為兩個單獨的標準:帝國單位用戶的E8,用於公制用戶的E8M。為了簡單起見,這兩個標準已被合併到ASTM E8 / E8M中。
本指南旨在向您介紹ASTM E8 / E8M拉伸測試的基本元素,並將概述材料測試設備,軟件和拉伸標本所需的概述。但是,任何計劃進行ASTM E8 / E8M測試的人都不應將本指南視為閱讀完整標準的足夠替代品。
它如何衡量?
ASTM E8 / E8M在10 - 38攝氏度(50 - 100攝氏度)之間以任何形式測量金屬材料的拉伸性能。儘管ASTM E8 / E8M測量了許多不同的拉伸特性,但最常見的是:
屈服強度 - 材料永久變形的壓力
產量點伸長 - 材料從彈性行為轉變為塑性行為的階段
拉伸強度 - 材料能夠維持的最大力或壓力
減少面積 - 測量材料的延展性
材料測試系統
由於ASTM E8 / E8M測試是在如此多種金屬上進行的,因此系統力需求可能會大不相同。適用於測試金屬(10KN)一直到鋼板(600KN)的測試框架。 6800系列的負載框架包括預載的軸承,精密球螺釘,厚厚的十字架和基本梁以及低伸展驅動皮帶。這些特徵通過產生更準確的結果並最大程度地減少測試過程中儲存的能量來有助於更好的性能,這在測試高強度材料(例如航空航天復合材料,金屬合金和晶體聚合物)時尤其明顯。
拉伸標本
ASTM E8 / E8允許許多不同的試樣類型,並為每個樣品定義合適的幾何和尺寸。條,管子,床單,銷釘標本,圓形樣品和冶金產品是該標準測試的眾多選擇中的一些。但是,最常見的標本是寬度為12.5 mm(0.5英寸)和50 mm(2英寸)的寬度(0.5英寸)的矩形。
測試方法
與最常見的金屬測試標準一樣,描述了三種類型的測試控制類型:應力率控制,應變率控制和交叉頭位移控制。對於ASTM E8 / E8M,這些類型的控件稱為方法A,B和C。下面的視頻討論了測試控制方法之間的差異。
握把
儘管有許多不同的夾雜技術,適用於E8 / E8M測試(楔形,側面作用,液壓,氣動等),它們都可以根據對樣品對樣品施加夾緊力的方式分類為比例或非育種。
使用比例握把,在樣品上施加的力與施加的拉伸負荷成正比。隨著測試期間拉伸負荷的增加,樣品上的握力也會增加。楔形夾是比例抓地力的流行選擇,並配備了手動,氣動和液壓品種,可適應廣泛的測試應用。楔形握把的形狀使其施加比例壓力的原因:由於將拉伸力施加到樣品上,樣品被更緊密地拉到楔形的最狹窄區域,從而增加了抓地力壓力。
使用非比例握把,樣品上的夾緊力保持一致,並且與所施加的拉伸負荷無關。這是側面作用握把和疲勞等級的液壓楔握把的典型特徵,在該夾具中,夾緊力是由與樣品的張力載荷直接相關的動力源產生的。該來源通常是高壓(210 bar/3000 psi或更高)的液壓供應。非比例握把的好處之一是夾緊力通常可調節,這具有更大的潛在應用優勢。
標本保護
在測試設置期間將樣品插入握把中時,通常會產生不需要的壓縮力。這是因為少量材料被壓力置換並擠回樣品的身體,從而有效地推向負載電池。這些不需要的力可能導致樣本中的變形和測試數據中的錯誤。由於它們在測試設置過程中不施加重力,因此比例的握把可以使這些不需要的力保持在低於非比例握把的水平。
測量拉伸強度的延伸計
大多數金屬測試標準都需要一個高準確的裝置,以確定較低應變值(例如模量或產量)的性能,以及用於高應變值(例如均勻伸長率或總伸長)的略低的精度設備。 ASTM E8 / E8M需要B2或更好的設備(每ASTM E83)來確定小於5%應變的產率和伸長值。為了大於5%的菌株,需要使用C類或更好的設備。
通常用於ASTM E8測試的三種不同類型的擴展計:夾具設備,非接觸式設備和自動接觸式擴展計。諸如2630系列之類的夾子延伸儀是最常用的類型。這些設備可以提供令人難以置信的準確和穩定的應變數據,並且通常比其他類型便宜。他們需要足夠健壯,以在高容量金屬標本破裂中吸收任何衝擊。
自動接觸設備(例如Autox750)提供了可重複的夾緊力和放置的好處,這可以移除手動放置夾子延長計之間的不同操作員之間的方差。自動聯繫設備也可以適應多個量規長度,這對於需要測試各種樣品類型的用戶來說可能是成本效益的。
非接觸式設備(例如AVE 2自動視頻延伸計)提供了刪除觸摸樣品的延伸計的任何影響的好處。例如,如果測試樣品非常薄,則夾具設備的重量可以大大更改結果。用來將設備固定到脆弱標本的刀邊緣也會損壞它並導致過早故障。此外,由於AVE沒有接觸材料,因此在測試高容量材料時,延伸計損壞或磨損的可能性沒有潛力。
計算和結果
ASTM E8 / E8M測試中所需的所有計算已經將其預配置為Bluehill Universal。對於那些喜歡從頭開始並構建自己的方法的人,手動輸入計算也可以很容易地配置為測試到ASTM E8。金屬方法軟件包還為所有標準提供了預製的方法:ASTM E8 / E8M,ASTM A370,ASTM 615,ASTM E646,ASTM E517,ISO 6892-1,EN10002,ISO 10113&ISO 10275。
吞吐量
大多數對ASTM E8 / E8M進行測試的實驗室都需要定期測試大量標本。因此,可以做任何增加吞吐量的事情都是有利的。幸運的是,有許多選擇可以增加ASTM E8 / E8M測試的吞吐量。小型軟件修改可以減少重複任務,而某些抓地力和擴展計可以減少設置時間並提高重複性,這將減少進行重新測試的需求。最後,可以選擇完全自動化整個測試過程,其中測試可以在不需要任何操作員交互的情況下進行幾個小時。