Come eseguire un test di resistenza alla trazione sui metalli secondo ASTM E8 / E8M
Scritto da Matthew Spiret
Questa guida è progettata per introdurvi agli elementi di base di un test di trazione ASTM E8 / E8M 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 ASTM E8 / E8M non dovrebbe considerare questa guida un sostituto adeguato per leggere la norma completa.
Cosa misura?
ASTM E8 / E8M misura le proprietà a trazione dei materiali metallici in qualsiasi forma a una temperatura ambiente tra 10 – 38 gradi Celsius (50 – 100 gradi Fahrenheit). Anche se ASTM E8 / E8M misura molte diverse proprietà a trazione, le seguenti sono le più comuni:
- Resistenza allo snervamento : lo stress al quale un materiale si deforma in modo permanente
- Allungamento del punto di snervamento : la fase durante la quale un materiale sta passando dal comportamento elastico al comportamento plastico
- Resistenza alla trazione : la forza o lo stress massimo che un materiale è in grado di sostenere
- Riduzione dell’area : una misura della duttilità di un materiale
Sistema di test dei materiali
Poiché i test ASTM E8 / E8M sono condotti su una grande varietà di metalli, i requisiti di forza del sistema possono differire notevolmente. La serie Instron® 6800 offre telai di test adatti a testare la lamiera (10kN) fino alla lamiera d’acciaio (600kN). Il telaio di carico della Serie 6800 include cuscinetti precaricati, viti a sfera di precisione, una traversa spessa e una trave di base, e cinghie di trasmissione a basso allungamento. Queste caratteristiche contribuiscono a migliorare le prestazioni producendo risultati più accurati e minimizzando l’energia immagazzinata durante un test, il che è particolarmente evidente quando si testano materiali ad alta resistenza come i compositi aerospaziali, le leghe metalliche e i polimeri cristallini.
campioni di trazione
ASTM E8 / E8M permette molti tipi diversi di campioni e definisce geometrie e dimensioni adatte per ognuno di essi. Barre, tubi, lamiere, campioni caricati a spillo, campioni rotondi e prodotti di metallurgia delle polveri sono alcune delle molte opzioni per i test secondo questo standard. Tuttavia, il campione più comune è un rettangolo a forma di spina dorsale con una larghezza di 12,5 mm (0,5 in) e una base di misura di 50 mm (2 in).
Metodi di test
Come per le norme più comuni per i test dei metalli, sono descritti tre tipi di controlli di test: Controllo della velocità di stress, Controllo della velocità di deformazione e Controllo dello spostamento della traversa. Per ASTM E8 / E8M, questi tipi di controlli sono indicati come Metodi A, B e C. Il video qui sotto discute le differenze tra i metodi di controllo dei test in modo più dettagliato.
Prese
Anche se ci sono molte tecnologie di presa diverse adatte ai test E8 / E8M (a cuneo, ad azione laterale, idraulica, pneumatica, ecc.), esse possono essere tutte classificate come proporzionali o non proporzionali in base al modo in cui esercitano la forza di serraggio sul campione.
Con le prese proporzionali, la forza esercitata sul campione è proporzionale al carico di trazione applicato. Quando il carico di trazione aumenta durante un test, aumenta anche la forza di presa sul campione. Le prese 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 le permette di esercitare una pressione proporzionale: appena la forza di trazione è applicata al campione, il campione è tirato più saldamente nella zona più stretta del cuneo, aumentando la pressione di presa.
Con le prese non proporzionali, la forza di serraggio sul campione rimane costante ed è indipendente dal carico di trazione applicato. Questo è tipico delle prese ad azione laterale e delle prese a cuneo idraulico a fatica, dove la forza di serraggio è generata da una fonte di energia che non è direttamente associata al carico di tensione del campione. Questa fonte è tipicamente un’alimentazione idraulica ad alta pressione (210 bar/3000 psi o superiore). Un vantaggio delle prese non proporzionali è che la forza di serraggio è in genere regolabile, il che offre più vantaggi potenziali nell’applicazione.