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ASTM E21: Prove di trazione su metalli a temperatura elevata

ASTM E21: Prove di trazione su metalli a temperatura elevata

ASTM E21 è un test a temperatura elevata eseguito in tensione su materiali metallici. Sebbene questi test siano utilizzati in molti settori e nella ricerca accademica, i test a temperature elevate sono più comunemente utilizzati nelle applicazioni aerospaziali per la valutazione delle proprietà meccaniche dei materiali metallici ad alta resistenza.

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ASTM E21: Prove di trazione su metalli a temperatura elevata

ASTM E21 è un test a temperatura elevata eseguito in tensione su materiali metallici. Sebbene questi test siano utilizzati in molti settori e nella ricerca accademica, i test a temperature elevate sono più comunemente utilizzati nelle applicazioni aerospaziali per la valutazione delle proprietà meccaniche dei materiali metallici ad alta resistenza. I requisiti dei motori e le temperature operative sugli aerei 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 prova al collegamento della termocoppia. Vengono registrate le proprietà meccaniche come allungamento, riduzione dell'area, resistenza alla trazione e resistenza allo snervamento per stimare la capacità del materiale di resistere alle forze applicate.

Poiché ASTM E21 richiede più trasduttori (estensimetri e termocoppie), si consiglia un sistema con un modulo di canale di espansione per garantire la corretta raccolta e sincronizzazione dei dati. Qualsiasi sistema di test utilizzato deve essere conforme allo standard ASTM E4. La preparazione del sistema e del provino è fondamentale per E21 e deve essere compiuto ogni sforzo per garantire che qualsiasi forza applicata al provino rimanga nella direzione assiale. La deformazione di flessione non può superare il 10% della deformazione assiale sul provino, quindi è fondamentale assicurarsi che venga selezionata l'attrezzatura di prova adeguata.
Le aste di trazione in Inconel sono fissate ai portacampioni e si estendono nel forno. Le piastre in ceramica situate nella parte superiore e inferiore del forno abbracciano le aste di trazione una volta in posizione, garantendo che non sia necessario inserire ulteriore isolamento nel punto in cui la stringa di carico entra nel forno. Un isolamento troppo stretto dell'imballaggio può causare lo spostamento dei tiranti o dei bracci dell'estensimetro. Le aste di trazione si trovano in supporti autoallineanti per garantire il massimo carico assiale. Inoltre, ASTM E21 richiede il monitoraggio della temperatura indicata sul campione. Si consigliano termocoppie di tipo K calibrate utilizzando la pratica E220 e devono seguire le linee guida delineate nelle sezioni 5.3 e 9.4. Dall'inizio della prova attraverso la determinazione del carico di snervamento la temperatura indicata non deve superare la seguente:
Fino a 1800F compresi +-5 (+-3C)
Maggiore di 1800f (980C) +- 10F (+-6C)
**Potrebbero essere necessari requisiti più restrittivi se indicati dal laboratorio o dal cliente.
Se è necessaria la determinazione della resistenza allo snervamento è necessario un estensimetro che soddisfi i requisiti della pratica E83. Esistono due tipi principali di estensimetri che possono essere utilizzati per le prove ad alta temperatura. Il primo è un estensimetro montato a freddo, fissato alla sezione ridotta a temperatura ambiente e bagnato con il resto della stringa di carico prima dell'inizio della prova. Un'altra opzione è un estensimetro montato a caldo, che in genere viene posizionato su una guida e può essere fatto scorrere nel forno per essere fissato una volta che il provino ha completato il periodo di immersione. I bracci dell'estensimetro devono essere fissati alla sezione ridotta del provino.

Nei casi in cui il provino è troppo piccolo perché l'estensimetro entri in contatto con la sua sezione ridotta, la separazione delle traverse o dei portacampioni può essere utilizzata per determinare le deformazioni corrispondenti al limite di snervamento compensato dello 0,2%. Questo valore deve essere contrassegnato come “carico di snervamento approssimativo”. Quando si testa un campione con una lunghezza ridotta inferiore a 2 pollici, è necessario collegare almeno 2 termocoppie a ciascuna estremità della sezione ridotta. Queste termocoppie dovrebbero stabilire e mantenere un contatto intimo con il campione durante tutta la prova. Quando si testano campioni con una sezione ridotta maggiore o uguale a 2 pollici, è necessario collegare una terza termocoppia al centro del campione.

Un tipico test sui metalli ad alta temperatura può superare un'ora per campione. Per conformarsi allo 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, salvo diversa indicazione. Se si eseguono più test al giorno, il tempo di immersione può rallentare rapidamente la produttività di un laboratorio. Per ridurre al minimo i tempi di inattività del sistema, un sistema di prova universale può essere dotato di una configurazione multi-forno, che consente l'immersione di un secondo provino durante il 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 comunicata al cliente

Parametri del prodotto

Sì, non è

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