ASTM E21 è un elevato test di temperatura eseguito in tensione su materiali metallici. Sebbene questo test sia utilizzato in molti settori e nella ricerca accademica, i test di temperatura elevati sono più comunemente utilizzati nelle applicazioni aerospaziali per la valutazione delle proprietà meccaniche di materiali metallici ad alta resistenza. I requisiti del motore e le temperature operative sugli aeromobili continuano ad aumentare, così come i parametri di progettazione per i materiali strutturali, compresi i dispositivi di fissaggio. ASTM E21 delinea meticolosamente ogni fase dei test ad alta temperatura; Dalla definizione dell'apparato di test all'attacco della termocoppia. Le proprietà meccaniche come l'allungamento, la riduzione dell'area, la resistenza alla trazione e la resistenza alla snervamento sono registrate per stimare la capacità del materiale di resistere alle forze applicate.


Poiché ASTM E21 richiede più trasduttori (estensometri e termocoppie), si consiglia un sistema con un modulo del canale di espansione per garantire una corretta raccolta e sincronizzazione dei dati. Qualsiasi sistema di test utilizzato è richiesto dallo standard in conformità con ASTM E4. La preparazione del sistema e del campione è cruciale per E21 e ogni sforzo dovrebbe essere fatto per garantire che qualsiasi forza applicata al campione rimanga nella direzione assiale. La deformazione di flessione non può superare il 10% della deformazione assiale sul campione, quindi è indispensabile garantire che venga selezionata l'attrezzatura di prova adeguata. Per il test di oltre 600 ℃ consiglia di attrezzare il tuo sistema di serie 6800 con un forno a tubo a 3 zone 3119-160, con porta estensometrica ad ingresso laterale.
ASTM E21: test di trazione sui metalli a temperatura elevata
Metalli di test di trazione a temperatura elevata
ASTM E21 è un elevato test di temperatura eseguito in tensione su materiali metallici. Sebbene questo test sia utilizzato in molti settori e nella ricerca accademica, i test di temperatura elevati sono più comunemente utilizzati nelle applicazioni aerospaziali per la valutazione delle proprietà meccaniche di materiali metallici ad alta resistenza. I requisiti del motore e le temperature operative sugli aeromobili continuano ad aumentare, così come i parametri di progettazione per i materiali strutturali, compresi i dispositivi di fissaggio. ASTM E21 delinea meticolosamente ogni fase dei test ad alta temperatura; Dalla definizione dell'apparato di test all'attacco della termocoppia. Le proprietà meccaniche come l'allungamento, la riduzione dell'area, la resistenza alla trazione e la resistenza alla snervamento sono registrate per stimare la capacità del materiale di resistere alle forze applicate.

Impostazione del sistema
Poiché ASTM E21 richiede più trasduttori (estensometri e termocoppie), si consiglia un sistema con un modulo del canale di espansione per garantire una corretta raccolta e sincronizzazione dei dati. Qualsiasi sistema di test utilizzato è richiesto dallo standard in conformità con ASTM E4. La preparazione del sistema e del campione è cruciale per E21 e ogni sforzo dovrebbe essere fatto per garantire che qualsiasi forza applicata al campione rimanga nella direzione assiale. La deformazione di flessione non può superare il 10% della deformazione assiale sul campione, quindi è indispensabile garantire che venga selezionata l'attrezzatura di prova adeguata. Per il test di oltre 600 ℃ consiglia di attrezzare il tuo sistema di serie 6800 con un forno a tubo a 3 zone 3119-160, con porta estensometrica ad ingresso laterale.
Impostazione del test ASTM E21
Sistema di test universali
Forno a tubo diviso a zona
Estensometro ad alta temperatura
Impostazione del sistema ASTM E21

Dettagli del sistema
Le aste di trazione di Inconel sono attaccate ai supporti per campioni ed estendono nel forno. Le piastre di ceramica trovate nella parte superiore e inferiore del forno abbracciano le aste di tiro una volta in posizione, assicurando che non è necessario imballare alcun isolamento aggiuntivo in cui la corda di carico entra nel forno. L'isolamento di imballaggio in modo troppo stretto può causare spostamenti delle aste o dei bracci estensometrici. Tirare le aste seduti in porta-autoallineamento per garantire il massimo carico assiale. Inoltre, ASTM E21 richiede il monitoraggio della temperatura indicata sul campione. Le termocoppie di tipo K calibrate usando la pratica E220 sono raccomandate e devono seguire le linee guida delineate nelle sezioni 5.3 e 9.4. Dall'inizio del test attraverso la determinazione della resistenza alla snervamento la temperatura indicata non deve superare quanto segue:
Fino a 1800f +-5 ( +-3c)
Maggiore di 1800f (980C) +- 10F ( +-6C)
** Potrebbero essere necessari requisiti più restrittivi se indicati dal laboratorio o dal cliente.

Esemplari
Le configurazioni del campione descritte in ASTM E8/E8M sono soddisfacenti per ASTM E21, ma si consigliano tolleranze più strette. Le geometrie per i campioni possono essere piatti o rotondi. I campioni piatti possono essere preparati per utilizzare i porta Clevis PIN-in, mentre per i campioni rotondi è consuetudine avere estremità filettate. Per ulteriori indicazioni, revisione della sezione 7 di ASTM E21.
Misurazione della deformazione
È richiesto un estensometro di classe B-2 che soddisfa i requisiti della pratica E83 se è necessaria la determinazione della resistenza alla snervamento. Esistono due tipi primari di estensometro che possono essere utilizzati per test ad alta temperatura. Il primo è un estensometro montato a freddo che è attaccato alla sezione ridotta a temperature ambiente ed è immerso con il resto della stringa di carico prima che inizi il test. Un'altra opzione è un estensometro a caldo, che in genere si trova su un binario e può essere fatto scivolare nel forno per l'attacco una volta che il campione ha completato il suo periodo di ammollo. I bracci dell'estensometro devono essere collegati nella sezione ridotta del campione. I metodi di allegato estensometro sono delineati nella sezione 9.6.
Campioni in miniatura
Nei casi in cui il campione è troppo piccolo per il contatto con estensometro, la separazione delle traverse o dei titolari del campione può essere utilizzata per determinare i ceppi corrispondenti alla resistenza alla snervamento dell'offset dello 0,2%. Questo valore deve essere contrassegnato da "forza di snervamento approssimativa". Quando si verifica un campione con una lunghezza ridotta inferiore a 2 pollici, un minimo di 2 termocoppie dovrebbe essere collegato a ciascuna estremità della sezione ridotta. Queste termocoppie dovrebbero stabilire e mantenere un contatto intimo con il campione durante il test. Quando si verificano esemplari con una sezione ridotta maggiore o uguale a 2 pollici, una terza termocoppia dovrebbe essere collegata al centro del campione.
Suggerimenti e trucchi
Un tipico test dei metalli ad alta temperatura può superare un'ora per campione. Per rispettare lo standard, un campione deve essere immerso alla temperatura specificata fino a raggiungere l'equilibrio. Una volta all'equilibrio, i campioni devono essere mantenuti a questa temperatura per almeno 20 minuti se non diversamente indicato. Se si esegue più test al giorno, il tempo di immersione può trascinare rapidamente il throughput di un laboratorio. Per ridurre al minimo i tempi di inattività del sistema, un sistema di test universale può essere equipaggiato con una configurazione multifurna, che consente a un secondo campione di immergersi durante i test.
Terminologia:
Temperatura indicata: temperatura indicata dal dispositivo di misurazione della temperatura utilizzando una pratica pirometrica di buona qualità.
Temperatura specificata: la temperatura di prova richiesta e segnalata al cliente