ISO 6892-1:2009 Test di trazione sui materiali metallici

Come eseguire un test di trazione sui metalli secondo ISO 6892

Lamiera ISO 6892

 

ISO 6892-1 è una delle norme di test più comunemente adottate per i test di trazione di materiali metallici a temperatura ambiente. La versione più recente di questo standard è stata rilasciata nel 2016 e descrive tre diversi metodi di test: Metodo A1, Metodo A2 e Metodo B. La norma ISO 6892-1 è simile ma non equivalente a quella ASTM E8/E8M. Questa guida è progettata per introdurvi 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 dei test non dovrebbe considerare questa guida un sostituto adeguato per leggere la norma completa.

Evoluzione della norma

L’ISO 6892-1:2016 è la versione attuale di una norma di test dei metalli che ha subito diverse iterazioni. Instron partecipa attivamente al comitato, il che ci permette di garantire che i nostri prodotti siano conformi alla norma e che il nostro team sia istruito sui prossimi cambiamenti. La versione precedente, ISO 6892-1:2009, era essa stessa una sostituzione sia del precedente standard ISO 6892, sia di quella nota EN10002-1:2001.

Una delle maggiori evoluzioni della ISO 6892-1 è stata in gran parte legata ai metodi di controllo dei test che possono rappresentare una sfida significativa nei test di trazione dei metalli. Questa evoluzione è stata principalmente guidata dal lavoro condotto nell’ambito del progetto TENSTAND, dove si è verificato che le velocità test tra diverse macchine che testano in base alla stessa norma daranno risultati diversi a causa della sensibilità alla velocità di deformazione dei materiali. La versione del 2009 ha introdotto velocità di test basate sulla velocità di deformazione (Metodo A) che è diventato il metodo preferito. Il metodo di test tradizionale ereditato dalla EN10002:2001 era basato sul mantenimento di una velocità di stress lungo la regione elastica e che era necessario per le macchine ad azionamento manuale. Anche questo metodo originale è stato mantenuto ed è diventato "Metodo B" nella versione 2009 della norma.

L'introduzione del Metodo A ha causato confusione, poiché molti utenti pensavano che il Metodo A fosse ottenibile solo utilizzando attrezzature in grado di controllare la deformazione a ciclo chiuso, mentre invece potrebbe essere realizzato anche utilizzando una velocità costante della traversa. Per chiarire questa situazione, la ISO 6892-1 è stata rivista nuovamente nella versione attuale ISO 6892-1:2016. La versione 2016 include tre metodi di test, A1, A2 e B, dove l'ex metodo A è diviso in due diversi metodi di test chiaramente definiti, il metodo A1 (controllo della deformazione a ciclo chiuso) e il metodo A2 (velocità costante della traversa), mentre il metodo B continua a essere basato sul mantenimento di una velocità di stress durante la regione elastica. Una nota è stata aggiunta al metodo B per chiarire l'intervallo del test in cui deve essere mantenuto un controllo dello stress. Il video qui sotto presenta il Metodo A1 in modo più dettagliato.


Cosa misura?

ISO 6892-1 misura le proprietà a trazione dei materiali metallici in qualsiasi forma a temperatura ambiente. I test effettuati in condizioni controllate devono essere fatti a una temperatura di 23 gradi Celsius, più o meno 5 gradi. La norma ISO 6892-1 misura molte proprietà a trazione diverse e le seguenti sono le più comuni:

Resistenza allo snervamento: lo stress al quale un materiale si deforma in modo permanente. La norma ISO 6892-1 determina sia la resistenza superiore sia quella inferiore allo snervamento: a seconda dei fenomeni di snervamento, la ISO 6892-1 specifica i requisiti di resistenza allo snervamento sia superiore, sia inferiore per i materiali a snervamento discontinuo e il metodo di snervamento offset per i materiali a snervamento continuo. 

Allungamento del punto di snervamento: adatto solo per materiali a snervamento discontinuo, l'allungamento del punto di snervamento è la differenza tra l'allungamento del campione all'inizio e alla fine dello snervamento discontinuo (l'area in cui si verifica un aumento della deformazione senza un aumento dello stress).

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

Riduzione dell'area: una misura della duttilità di un materiale. È la differenza tra l'area della sezione trasversale originale di un campione e l'area della sua sezione trasversale più piccola dopo il test, di solito espressa come diminuzione percentuale della sezione trasversale originale. La sezione trasversale più piccola può essere misurata al momento della frattura o dopo di essa.

 

Tipi di rendimento del metallo

 

Campioni

L'ISO 6892-1 accoglie un'ampia varietà di tipi di campioni per via dell'enorme gamma di applicazioni per cui vengono utilizzati i materiali metallici. I tipi di campioni primari includono fogli, piastre, fili, barree tubi. Tutti i dettagli sulla preparazione dei campioni e sulla misurazione si trovano negli allegati:

Allegato B: Tipi di campioni da utilizzare per i prodotti sottili: fogli, strisce e piatti di spessore compreso tra 0, 1 e 3 mm.

Allegato C: Tipi di campioni da utilizzare per fili, barre e sezioni con un diametro o uno spessore inferiore a 4 mm.

Allegato D: Tipi di campioni da utilizzare per fogli e lastre di spessore uguale o superiore a 3 mm, e filo, barre e sezioni di diametro o spessore uguale o superiore a 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 migliore. La serie Instron® 5900 offre telai di test adatti a testare la lamiera (10kN) fino alla lamiera d'acciaio (600 kN). La serie 5900 fornisce un telaio di carico superiore che include cuscinetti precaricati, viti a sfera di precisione, una traversa e una trave di base estremamente rigide e cinghie di trasmissione a basso allungamento. Queste caratteristiche contribuiscono a una performance globale avanzata, producendo risultati altamente accurati. Le caratteristiche consentono anche di minimizzare l'energia immagazzinata durante un test, il che è particolarmente evidente quando si testano materiali metallici ad alta resistenza secondo la norma ISO 6892-1.

Serie Instron 5900

Prese

Ci sono molte tecnologie di presa diverse adatte ai test ISO 6892-1(a cuneo, idraulica, pneumatica, ecc.). Tutte possono essere 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 diffusa 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 a cuneo idraulico con resistenza alla 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 più regolabile, il che offre più vantaggi potenziali di applicazione. Per esempio, quando si testano campioni non lavorati, le regolazioni di precisione possono aiutare gli utenti a ottenere una pressione di presa ottimale, minimizzando le concentrazioni di stress che potrebbero causare guasti prematuri.

prese Instron ad alta forza

Estensimetri

Ci sono tre diversi tipi di estensimetri che sono tipicamente usati per i test ISO 6892-1: dispositivi a clip, dispositivi senza contatto ed estensimetri a contatto automatico. A seconda dei calcoli necessari, gli estensimetri devono essere conformi alla norma ISO 9513 classe 1 o 2. Gli estensimetri a clip come quelli della serie 2630 sono il tipo più comunemente usato. Questi dispositivi possono fornire dati di deformazione incredibilmente accurati e stabili e sono in genere più economici da acquistare rispetto ad altri tipi. Devono essere abbastanza robusti da sopravvivere ai laboratori di test ad alta produttività e assorbire qualsiasi urto dovuto alla rottura di campioni metallici ad alta capacità se non vengono rimossi durante il test.

I dispositivi di contatto automatici come l'AutoX750 offrono il vantaggio di forze di serraggio e posizionamento ripetibili che possono ridurre le variazioni tra diversi operatori che posizionano manualmente gli estensimetri a clip. I dispositivi di contatto automatico possono anche adattarsi a più basi di misura, il che può essere conveniente per gli utenti che abbiano necessità di testare una varietà di tipi di campioni. L'AutoX è progettato per essere abbastanza robusto da rimanere acceso durante tutto il test fino alla rottura. Tuttavia, se combinato con il software Bluehill® Universal, l'AutoX750 può essere impostato per rimuoversi automaticamente appena prima della rottura del campione, al fine di prevenire qualsiasi usura eccessiva dei bordi del coltello.

I dispositivi senza contatto come il video estensimetro automatico AVE 2 offrono il vantaggio di eliminare qualsiasi influenza dovuta al contatto fisico dell'estensimetro con il campione. Per esempio, se un campione di test è molto sottile, come nel caso dei metalli da imballaggio, il peso di un dispositivo a clip può alterare notevolmente i risultati. I bordi del coltello utilizzati per fissare il dispositivo a un campione fragile possono anche danneggiare il campione e causare una rottura prematura. Inoltre, poiché l'AVE non entra in contatto con il materiale, non c'è il rischio che l'estensimetro si danneggi o si consumi quando si testano materiali ad alta capacità.

 

estensimetri

 

Software di test

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

Migliaia di clienti in tutto il mondo si affidano a Bluehill Universal® per testare il loro materiale secondo la norma ISO 6892-1. Tutti i calcoli richiesti nei test ISO 6892-1 sono già preconfigurati in Buehill Universal, ma per coloro che preferiscono iniziare da zero e costruire il proprio metodo, l'interfaccia consente agli utenti inserire manualmente e con facilità i propri calcoli. Il pacchetto di metodi per i metalli fornisce anche metodi precostruiti per tutte le seguenti norme: ASTM E8 / E8M, ASTM A370, ASTM 615, ASTM E646, ASTM E517, EN10002, ISO10113 & ISO10275.

Produttività

La maggior parte dei laboratori che eseguono test secondo la norma ISO 6892-1 ha bisogno di testare un alto volume di campioni con cadenza regolare. Per questo motivo, tutto ciò che può essere fatto per aumentare la produttività è vantaggioso. Fortunatamente, ci sono molte opzioni per aumentare la produttività dei test di un laboratorio. Piccole modifiche al software possono ridurre i compiti ripetitivi e alcune prese ed estensimetri possono ridurre il tempo di impostazione e aumentare la ripetibilità, il che ridurrà la necessità di eseguire nuovi test. Infine, c'è la possibilità di automatizzare completamente l'intero processo di test, consentendo con ciò di eseguire i test per diverse ore senza la necessità di alcuna interazione da parte dell'operatore.

Contenuto correlato

ISO 6892-1:2016 Aggiornamenti della norma

Questo whitepaper fornisce una descrizione dettagliata di come l’ISO 6892-1:2016 abbia aggiornato la versione precedente, l’ISO 6892-1:2009. In particolare, descrive come il "Metodo A" nella versione 2009 sia stato ora diviso in due metodi di test separati: A1 e A2. 

  • Whitepaper
  • 0,5 MB

ISO 6892-1:2009 Whitepaper: Materiali metallici per test di trazione

Questo whitepaper fornisce una descrizione approfondita di come la nuova norma sostituisca sia la precedente versione di ISO 6892, sia ampiamente utilizzata norma EN 10002-1:2001. È una lettura molto importante per chiunque esegua test di trazione su materiali metallici. Le macchine di test Instron sono in grado di soddisfare gli esigenti requisiti della ISO 6892-1:2009, sia il metodo A, basato sul controllo della velocità di deformazione, sia il metodo B, basato sulla velocità di stress.

  • Whitepaper
  • 14/02/2013
  • 374,7 KB

Conoscere la nuova ISO 6892-1:2016

Notizie riguardanti il più recente aggiornamento della norma.

  • Notizie
  • 5/2016

Comprendere la ISO 6892-1:2016 - Intervista con Matthew Spiret

Intervista di AZO Materials con l'esperto di test sui metalli Matthew Spiret riguardo all'introduzione della ISO 6892-1:2016 e come i sistemi di test Instron siano in grado di rispettare i nuovi metodi di test delineati nella norma.

  • Intervista
  • 25/07/2016

La nuova ISO 6892-1:2016 - Capire il metodo "A"

Webinar che spiega la storia della ISO 6892-1 e discute in dettaglio i nuovi metodi di test A1 e A2.

  • Webinar

Estensimetro a contatto automatico, modello AutoX 750

L'AutoX 750 è un estensimetro a contatto automatico ad alta risoluzione e a lunga corsa. Può essere montato su qualsiasi sistema elettromeccanico 3300, 5500 o 5900 da tavolo e da pavimento, così come sui sistemi di test idraulico statico LX, DX, HDX e KN. È adatto per applicazioni che coinvolgano materie plastiche, metalli, biomedicale, compositi, elastomeri e altro. L'AutoX ha una corsa massima di 750 mm e una precisione di ± 1 µm.

  • Prodotti
  • 15/08/2013
  • 1,4 MB

Modelli LX della serie industriale

Caratterizzati da un ampio spazio di test singolo e da un unico ingombro, i modelli LX sono progettati per test di tensione, compressione, piegatura/flessione e taglio ad alta capacità.

  • Prodotti
  • 20/11/2017
  • 0,5 MB

Opuscolo dei sistemi di test Premier della serie 5900

I sistemi di test universali 5900 sono progettati per la precisione, costruiti per la durata e offrono la flessibilità necessaria per requisiti mutevoli. Sono progettati con caratteristiche standard e opzionali che aumentano l'efficienza dei test e migliorano l'esperienza di test per l'operatore. È disponibile una vasta gamma di modelli per capacità di test, da < 100 N a 600 kN.

  • Prodotti
  • 22/01/2019
  • 6,8 MB

Opuscolo Bluehill Universal

Bluehill Universal Software è realizzato appositamente per l'interazione touch e un'esperienza utente intuitiva. Scopri test più semplici e più intelligenti con caratteristiche come i metodi di test precaricati, QuickTest in pochi secondi, esportazione dei dati migliorata e Instron Connect – una nuova caratteristica che fornisce un collegamento diretto di comunicazione con l’Assistenza. Gli utenti delle versioni precedenti del software come Bluehill 2 e Bluehill 3 possono facilmente aggiornarle alla versione più recente di Bluehill.

  • Prodotti
  • 26/02/2017
  • 2,6 MB