ISO 6892 Test di trazione di materiali metallici

Come eseguire un test di trazione sui metalli a ISO 6892

ISO 6892-1 è uno degli standard di test più comunemente adottati per i test di trazione di materiali metallici a temperatura ambiente. ISO 6892-1: 2016 è la versione attuale di uno standard di test dei metalli che ha subito diverse iterazioni.

La terza edizione, rilasciata nel 2019, è la versione più recente di questo standard e cancella e sostituisce la seconda edizione (ISO 6892-1: 2016). Nell'ultima versione sono state introdotte solo piccole modifiche e correzioni. Questi aggiornamenti sono elencati nell'attaccamento degli ultimi standard. La seconda edizione ha introdotto una revisione molto più significativa nella descrizione di tre diversi metodi di prova: metodo A1, metodo A2 e metodo B.

ISO 6892-1 è simile ma non equivalente a ASTM E8/E8M. Questa guida è progettata per presentarti agli elementi di base di un test di trazione ISO 6892-1 e fornirà una panoramica delle apparecchiature di test dei materiali, del software e dei campioni di trazione necessari. Tuttavia, chiunque abbia intenzione di condurre test non dovrebbe considerare questa guida un sostituto adeguato per la lettura del pieno standard.

Evoluzione dello standard

Una delle maggiori evoluzioni di ISO 6892-1 è stata in gran parte correlata ai metodi di controllo del test, che può rappresentare una sfida significativa nei test di trazione dei metalli. Questa evoluzione è stata guidata principalmente dal lavoro condotto come parte del progetto Tenstand, in cui è stato identificato che i tassi di test tra i diversi test delle macchine allo stesso standard produrranno risultati diversi a causa della sensibilità alla velocità di deformazione dei materiali. La versione del 2009 ha introdotto i tassi di test in base alla velocità di deformazione (Metodo A), che è diventato il metodo preferito. Il tradizionale metodo di prova ereditato da EN10002: 2001 si basava sul mantenimento di un tasso di sollecitazione durante la regione elastica, che era necessario per le macchine a base manualmente. Questo metodo originale è stato anche mantenuto e divenne "Metodo B" nella versione del 2009 dello standard.

L'introduzione del metodo A ha causato confusione, poiché molti utenti pensavano che il metodo A fosse raggiungibile solo utilizzando l'attrezzatura in grado di controllare la deformazione a circuito chiuso, dove invece poteva anche essere realizzato utilizzando una velocità trasversale coerente. Per chiarire questa situazione, ISO 6892-1 è stato nuovamente rivisto nella seconda edizione, ISO 6892-1: 2016. La versione 2016 include tre metodi di prova, A1, A2 e B, in cui il precedente metodo A è diviso in due diversi metodi di prova chiaramente definiti, metodo A1 (controllo della deformazione a circuito chiuso) e metodo A2 (velocità della croce coerente) mentre il metodo B continua a essere basato sul mantenimento di un tasso di sollecitazione durante la regione elastica. È stata aggiunta una nota al metodo B per chiarire l'intervallo del test in cui deve essere mantenuto un controllo di sollecitazione. Il video seguente discute il metodo A1 in modo più dettagliato.

Cosa misura?

ISO 6892-1 misura le proprietà di trazione dei materiali metallici in qualsiasi forma a temperatura ambiente. I test effettuati in condizioni controllate devono essere effettuati a una temperatura di 23 gradi Celsius Plus o meno 5 gradi. Per i test a temperature elevate, fare riferimento a ISO 6892-2. ISO 6892-1 misura molte diverse proprietà di trazione, con quanto segue è il più comune:

Resistenza alla snervamento: lo stress a cui un materiale viene deformato permanentemente. ISO 6892-1 determina sia la resistenza di snervamento superiore che quella inferiore: a seconda dei fenomeni di cedimento, ISO 6892-1 specifica sia i requisiti di resistenza della snervamento superiore che quello inferiore per il materiale che cede in modo discontinuo e il metodo di snervamento dell'offset per il materiale in continua eredità.

Allungamento del punto di snervamento - Adatto solo per materiale che cede discontinua, l'allungamento del punto di snervamento è la differenza tra l'allungamento del campione all'inizio e alla fine del cedimento discontinuo (l'area in cui un aumento della deformazione si verifica senza un aumento dello stress).

Resistenza alla trazione: la forza massima o lo stress che un materiale è in grado di sostenere durante un test di trazione.

Riduzione dell'area: una misurazione della duttilità di un materiale. Questa è la differenza tra l'area della sezione trasversale originale di un campione e l'area della sua più piccola sezione trasversale dopo il test, di solito espresso come una riduzione percentuale nella sezione trasversale originale. La sezione trasversale più piccola può essere misurata alla o dopo la frattura.

Esemplari

ISO 6892-1 ospita un'ampia varietà di tipi di campioni a causa della vasta gamma di applicazioni per cui vengono utilizzati materiali metallici. I tipi di campioni primari includono fogli, piastre, fili, barre e tubi. I dettagli completi sulla preparazione e la misurazione del campione sono disponibili negli allegati:

Allegato B: tipi di test da utilizzare per prodotti sottili: fogli, strisce e appartamenti tra 0, 1 e 3 mm di spessore.

Allegato C: tipi di test da utilizzare per filo, barre e sezioni con un diametro o uno spessore inferiore a 4 mm.

Allegato D: tipi di pezzi di prova da utilizzare per fogli e appartamenti di spessore pari o superiori a 3 mm e filo, barre e sezioni di diametro o spessore pari o maggiore di 4 mm.

Sistema di test dei materiali

Poiché i test ISO 6892-1 sono condotti su un'ampia varietà di metalli, i requisiti di forza del sistema possono differire notevolmente. Il sistema di misurazione della forza della macchina di test deve essere conforme a ISO 7500-1, Classe 1 o meglio. ILKason offre frame di prova adatti per testare lamiera (10KN) fino alla piastra in acciaio (600KN). Fornisce un telaio di carico superiore che include cuscinetti precaricati, viti a sfera di precisione, una traversa e una trave di base estremamente rigidi e cinture di trasmissione a bassa elastica. Queste caratteristiche contribuiscono a una prestazione complessiva avanzata, producendo risultati altamente accurati. Le caratteristiche aiutano anche a ridurre al minimo l'energia immagazzinata durante un test, che è particolarmente evidente quando si verificano materiali metallici ad alta resistenza a ISO 6892-1.

Impugnature

Esistono molte diverse tecnologie di presa adatte ai test ISO 6892-1 (cuneo, idraulico, pneumatico, ecc.) Possono essere tutti classificati come proporzionali o non proporzionali in base al modo in cui esercitano la forza di bloccaggio sul campione.

Con impugnature proporzionali, la forza esercitata sul campione è proporzionale al carico di trazione da applicare. Man mano che il carico di trazione aumenta durante un test, aumenta anche la forza di presa sul campione. Le impugnature a cuneo sono un'opzione popolare per la presa proporzionale e sono disponibili in varietà manuali, pneumatiche e idrauliche per soddisfare una vasta gamma di applicazioni di test. La forma di una presa a cuneo è ciò che gli consente di esercitare una pressione proporzionale: poiché la forza di trazione viene applicata al campione, il campione viene tirato più strettamente nell'area più stretta del cuneo, aumentando la pressione di presa.

Con impugnature non proporzionali, la forza di serraggio sul campione rimane coerente ed è indipendente dal carico di trazione da applicare. Ciò è tipico delle impugnature ad azione laterale e delle impugnature a cuneo idraulico a fatica in cui la forza di serraggio è generata da una fonte di alimentazione che non è direttamente associata al carico di tensione del campione. Questa fonte è in genere una fornitura idraulica ad alta pressione (210 bar/3000 psi o superiore). Uno dei vantaggi delle impugnature non proporzionali è che la forza di serraggio è in genere più regolabile, il che offre più potenziali vantaggi dell'applicazione. Ad esempio, quando si verificano campioni non lavorati, regolazioni sottili possono aiutare gli utenti a raggiungere una pressione di pressione ottimale minimizzando le concentrazioni di stress che potrebbero causare un fallimento prematuro.

Estensometri

Esistono tre diversi tipi di estensimetri che vengono generalmente utilizzati per i test ISO 6892-1: dispositivi a clip-on, dispositivi senza contatto e estensimetri di contatto automatico. A seconda dei calcoli necessari, gli estensimetri devono essere conformi agli estensometri ISO 9513. Gli estensimetri a clip-on sono il tipo più comune utilizzato. Questi dispositivi possono fornire dati di deformazione incredibilmente accurati e stabili e in genere sono più economici da acquistare rispetto ad altri tipi. Devono essere abbastanza robusti per sopravvivere a laboratori di test ad alto rendimento e assorbire qualsiasi shock dalla rottura dei campioni metallici ad alta capacità se non rimossi durante il test.

I dispositivi di contatto automatico offrono il vantaggio di forze di serraggio ripetibili e posizionamento, che possono ridurre le varianze tra i diversi operatori che posizionano estensimetri a clip manualmente. I dispositivi di contatto automatico possono anche adattarsi a più lunghezze di calibro, che possono essere convenienti per gli utenti che devono testare una varietà di tipi di campioni. I dispositivi di contatto sono progettati per essere abbastanza robusti da rimanere durante il test attraverso il fallimento. Tuttavia, se combinato conSoftware universale, ilDispositivi di contattoPuò essere impostato per rimuoverti automaticamente appena prima del guasto del campione per evitare un'usura eccessiva ai bordi del coltello.

Estensometro video automatico di dispositivi non contacanti offrono il vantaggio di rimuovere qualsiasi influenza sostenuta dall'estensometro che stabilisce un contatto fisico con il campione. Ad esempio, se un campione di prova è molto sottile, ad esempio con i metalli di imballaggio, il peso di un dispositivo a clip può modificare considerevolmente i risultati. I bordi del coltello utilizzati per apporre il dispositivo su un campione fragile possono anche danneggiare il campione e causare guasti prematuri. Inoltre, perché ilEstensometro video automaticoNon contatta il materiale, non è possibile danneggiare o indossare l'estensometro durante il test dei materiali ad alta capacità.

Software di test

Quasi tutte le moderne macchine di test sono dotate di software preinstallato ed è importante che i calcoli nel software di test siano conformi all'ISO 6892-1 e corrispondano ai dati esistenti. Non tutti i pacchetti software sono creati uguali ed è importante sapere che la piattaforma selezionata fornisce risultati affidabili.

Migliaia di clienti in tutto il mondo fanno affidamento su Universal per testare il loro materiale a ISO 6892-1. Tutti i calcoli richiesti nei test ISO 6892-1 sono già preconfigurati in Universal, ma per coloro che preferiscono iniziare da zero e costruire il proprio metodo, l'interfaccia rende facile per gli utenti inserire manualmente i propri calcoli. Il pacchetto Metodi Metals fornisce anche metodi pre-costruiti a tutti i seguenti standard: ASTM E8 / E8M, ASTM A370, ASTM A615, ASTM E646, ASTM E517, EN10002, ISO10113 e ISO10275.

Throughput

La maggior parte dei test di laboratori per ISO 6892-1 deve testare un elevato volume di campioni su base regolare. Per questo motivo, tutto ciò che può essere fatto per aumentare il throughput è vantaggioso. Fortunatamente, ci sono molte opzioni per aumentare il throughput di un laboratorio. Le piccole modifiche del software possono ridurre le attività ripetitive e alcune impugnature ed estensimetri possono ridurre i tempi di installazione e aumentare la ripetibilità, il che ridurrà la necessità di eseguire i test. Infine, esiste la possibilità di automatizzare completamente l'intero processo di test, che consente di eseguire il test per diverse ore senza la necessità di alcuna interazione dell'operatore.