ASTM E8 / E8M یکی از متداول ترین روش آزمایش برای تعیین خصوصیات کششی مواد فلزی است که دیگری ASTM A370 است. برای اولین بار در سال 1924 منتشر شد ، در ابتدا ASTM E8-24T نامگذاری شد و قدیمی ترین استاندارد مورد استفاده برای آزمایش فلزات است. همانطور که در بیشتر استانداردها ، ASTM E8 اغلب دستخوش تغییرات مکرر و جزئی شده است. اما اخیراً ، یکی از این تغییرات قابل توجه بوده است. قبل از سال 2011 ، ASTM E8 / E8M به دو استاندارد جداگانه تقسیم شد: E8 برای کاربران واحد امپریال و E8M برای کاربران متریک. این دو استاندارد اکنون به دلیل سادگی در ASTM E8 / E8M ترکیب شده اند.
این راهنما به منظور آشنایی شما با عناصر اصلی آزمایش کششی ASTM E8 / E8M طراحی شده است و مروری بر تجهیزات تست مواد ، نرم افزار و نمونه های کششی مورد نیاز ارائه می دهد. با این حال ، هر کسی که قصد دارد آزمایش ASTM E8 / E8M را انجام دهد ، نباید این راهنما را جایگزین کافی برای خواندن استاندارد کامل در نظر بگیرد.

اندازه گیری آن چیست؟
ASTM E8 / E8M خواص کششی مواد فلزی را به هر شکلی در دمای محیط بین 10 تا 38 درجه سانتیگراد (50 - 100 درجه فارنهایت) اندازه گیری می کند. اگرچه ASTM E8 / E8M بسیاری از خواص کششی مختلف را اندازه گیری می کند ، اما موارد زیر رایج ترین است:
قدرت عملکرد - استرس که در آن یک ماده به طور دائم تغییر شکل می یابد
کشش نقطه بازده - فاز که در طی آن یک ماده از رفتار الاستیک به رفتار پلاستیکی در حال انتقال است
مقاومت کششی - حداکثر نیرو یا استرس که یک ماده قادر به حفظ آن است
کاهش منطقه - اندازه گیری انعطاف پذیری یک ماده
سیستم آزمایش مواد
از آنجا که آزمایش ASTM E8 / E8M بر روی چنین طیف گسترده ای از فلزات انجام می شود ، نیازهای نیروی سیستم می تواند بسیار متفاوت باشد. قاب های تست مناسب برای آزمایش ورق فلز (10kn) تا صفحه فولادی (600kN). قاب بار 6800 سری شامل یاتاقان های از پیش بارگذاری شده ، پیچ های توپ دقیق ، یک پرتو ضخیم و پرتوی پایه و کمربندهای درایو کم است. این ویژگی ها با تولید نتایج دقیق تر و به حداقل رساندن انرژی ذخیره شده در طول آزمایش ، به عملکرد بهتر کمک می کند ، که به ویژه هنگام آزمایش مواد با استحکام بالا مانند کامپوزیت های هوافضا ، آلیاژهای فلزی و پلیمرهای کریستالی مشهود است.
نمونه های کششی
ASTM E8 / E8 انواع مختلفی از نمونه های مختلف را فراهم می کند و هندسه ها و ابعاد مناسب را برای هر یک تعریف می کند. میله ها ، لوله ها ، برگه ها ، نمونه های پین ، نمونه های گرد و محصولات متالورژی پودر برخی از گزینه های بسیاری برای آزمایش این استاندارد هستند. با این حال ، رایج ترین نمونه مستطیل به شکل سگ با عرض 12.5 میلی متر (0.5 اینچ) و طول سنج 50 میلی متر (2 اینچ) است.
روشهای تست
مانند متداول ترین استانداردهای آزمایش فلزات ، سه نوع کنترل آزمایش شرح داده شده است: کنترل میزان استرس ، کنترل سرعت کرنش و کنترل جابجایی متقاطع. برای ASTM E8 / E8M ، این نوع کنترل ها به روش های A ، B و C. گفته می شود. فیلم زیر تفاوت های بین روش های کنترل آزمون را با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار می دهد.
چنگک
در حالی که بسیاری از فن آوری های مختلف چنگال مناسب برای آزمایش E8 / E8M (گوه ، عمل جانبی ، هیدرولیک ، پنوماتیک و غیره) مناسب هستند ، همه آنها می توانند با توجه به نحوه اعمال نیروی گیره در نمونه ، به عنوان متناسب یا غیر متناسب طبقه بندی شوند.
با استفاده از چنگال متناسب ، نیروی اعمال شده بر روی نمونه متناسب با بار کششی است که اعمال می شود. با افزایش بار کششی در طی یک آزمایش ، نیروی گیربکس روی نمونه نیز انجام می شود. چنگال گوه گزینه ای محبوب برای چنگال متناسب است و در انواع دستی ، پنوماتیک و هیدرولیک متناسب با طیف گسترده ای از برنامه های آزمایش قرار می گیرد. شکل یک گوه همان چیزی است که به آن اجازه می دهد تا فشار متناسب را اعمال کند: از آنجا که نیروی کششی به نمونه اعمال می شود ، نمونه محکم تر به باریکترین ناحیه گوه کشیده می شود و فشار گیر را افزایش می دهد.
با استفاده از چنگال های غیر متناسب ، نیروی بستن روی نمونه سازگار است و از بار کششی استفاده می شود. این نمونه ای از دستگیره های جانبی و دستگیره های گوه هیدرولیک دارای خستگی است که در آن نیروی بستن توسط یک منبع تغذیه تولید می شود که به طور مستقیم با بارگذاری تنش نمونه همراه نیست. این منبع به طور معمول فشار هیدرولیکی فشار بالا (210 بار در 3000 psi یا بالاتر) است. یکی از مزایای گرفتن غیر متناسب این است که نیروی بستن به طور معمول قابل تنظیم است ، که مزایای کاربرد بالقوه تری را ارائه می دهد.

نمونه محافظت
هنگامی که یک نمونه در حین تنظیم آزمایش در چنگال قرار می گیرد ، معمولاً نیروهای فشاری ناخواسته تولید می شوند. این امر به این دلیل است که مقدار کمی از مواد با فشار جابجا شده و به بدن نمونه باز می گردند و به طور موثری به سمت سلول بار فشار می آورند. این نیروهای ناخواسته می توانند باعث تغییر شکل در نمونه و خطاهای موجود در داده های آزمون شوند. از آنجا که آنها در هنگام تست از نیروهای سنگین استفاده نمی کنند ، چنگال های متناسب می توانند این نیروهای ناخواسته را در سطح پایین تر از چنگال های غیر متناسب نگه دارند.
اکستنسومترهای اندازه گیری مقاومت کششی
اکثر استانداردهای آزمایش فلزات برای تعیین خواص در مقادیر کرنش پایین تر ، مانند مدول یا عملکرد ، و یک دستگاه با دقت کمی برای مقادیر کرنش بالا ، مانند کشیدگی یکنواخت یا کشیدگی کل ، به یک دستگاه با دقت بالا نیاز دارند. ASTM E8 / E8M برای تعیین مقادیر عملکرد و کشیدگی که کمتر از 5 ٪ کرنش است ، به یک کلاس B2 یا بهتر (در ASTM E83) نیاز دارد. برای نتایج بیشتر از 5 ٪ کرنش ، یک دستگاه کلاس C یا دستگاه بهتر مورد نیاز است.
سه نوع مختلف از اکستنومتر وجود دارد که به طور معمول برای آزمایش ASTM E8 استفاده می شود: دستگاه های کلیپ ، دستگاه های غیر محاسبه کننده و تماس با اکشن اتوماتیک. اکتشافی های کلیپ بر روی سری 2630 رایج ترین نوع مورد استفاده هستند. این دستگاه ها می توانند داده های کرنش فوق العاده دقیق و پایدار را ارائه دهند و به طور معمول برای خرید ارزان تر از سایر انواع هستند. آنها برای زنده ماندن از آزمایشگاه های آزمایش با توان بالا باید به اندازه کافی قوی باشند و هرگونه شوک را از شکستن نمونه های فلزی با ظرفیت بالا جذب کنند.
دستگاه های تماس اتوماتیک مانند Autox750 فواید نیروهای بستر قابل تکرار و قرارگیری را ارائه می دهند ، که می تواند واریانس بین اپراتورهای مختلف را که به صورت دستی در حال قرار دادن اکستنومتر کلیپ هستند ، حذف کند. دستگاه های تماس اتوماتیک همچنین می توانند با چندین طول سنج سازگار شوند ، که می تواند برای کاربرانی که نیاز به آزمایش انواع نمونه های نمونه دارند ، مقرون به صرفه باشد.
دستگاه های غیر تماس با مانند AVE 2 Automatic Video Oxtensometer فایده ای برای از بین بردن هرگونه تأثیر از اکستنسومتر لمس نمونه را ارائه می دهند. به عنوان مثال ، اگر یک نمونه آزمایش بسیار نازک باشد ، وزن یک دستگاه کلیپ می تواند نتایج را به میزان قابل توجهی تغییر دهد. لبه های چاقو مورد استفاده برای قرار دادن دستگاه به یک نمونه شکننده نیز می تواند به آن آسیب برساند و باعث خرابی زودرس شود. علاوه بر این ، از آنجا که AVE با مواد تماس نمی گیرد ، در هنگام آزمایش مواد با ظرفیت بالا ، امکان آسیب یا فرسودگی به اکستنسومتر وجود ندارد.
محاسبات و نتایج
تمام محاسبات مورد نیاز در آزمایش ASTM E8 / E8M در حال حاضر از قبل در Bluehill Universal از پیش تنظیم شده اند. برای کسانی که ترجیح می دهند از ابتدا شروع کنند و روش خود را بسازند ، محاسبات ورودی دستی نیز می توانند به راحتی تنظیم شوند تا در ASTM E8 تست شوند. بسته روش های فلزات همچنین روشهای از پیش ساخته شده را برای کلیه استانداردهای زیر فراهم می کند: ASTM E8 / E8M ، ASTM A370 ، ASTM 615 ، ASTM E646 ، ASTM E517 ، ISO 6892-1 ، EN10002 ، ISO 10113 & ISO 10275.
توان
بیشتر آزمایشگاه ها به ASTM E8 / E8M نیاز دارند که به طور منظم حجم زیادی از نمونه ها را آزمایش کنند. به همین دلیل ، هر کاری که برای افزایش توان انجام شود ، سودمند است. خوشبختانه ، گزینه های زیادی برای افزایش توان برای آزمایش ASTM E8 / E8M وجود دارد. اصلاحات نرم افزاری کوچک می تواند کارهای تکراری را کاهش دهد ، و برخی از چنگک ها و اکستنسومتر می توانند زمان تنظیم را کاهش داده و تکرارپذیری را افزایش دهند و این باعث کاهش نیاز به آزمایش مجدد می شود. سرانجام ، گزینه ای برای خودکار سازی کامل کل فرآیند آزمایش وجود دارد ، جایی که آزمایش می تواند برای چند ساعت بدون نیاز به تعامل اپراتور انجام شود.