ISO 6892-1:2009 금속 소재 인장 시험

ISO 6892-1:2016은 여러 번 개정된 금속 시험 표준의 최신 버전입니다. Instron은 위원회에 적극적으로 참여함으로써 Instron 제품이 표준을 준수하도록 하고, Instron 팀이 예정된 변경 사항에 대해 교육을 받을 수 있도록 하고 있습니다. 이전 버전인 ISO 6892-1:2009는 그 자체로 이전 ISO 6892 표준과 인기 있었던 EN10002-1:2001 표준을 모두 대체한 것이었습니다.

ISO 6892-1의 가장 큰 진화 중 하나는 금속 인장 시험에서 상당한 문제를 제기할 수 있는 시험 제어 방법과 크게 관련되어 있습니다. 이러한 진화는 주로 TENSTAND 프로젝트의 일부로 수행된 작업에 의해 주도된 것으로, 여기서 동일한 표준에 따라 시험하는 서로 다른 기계 간의 시험 속도가 소재의 변형률 감도로 인해 다른 결과를 산출한다는 것이 확인되었던 것입니다. 2009년 버전에서는 변형률을 기반으로 한 시험 속도(방법 A)가 도입되면서 권장하는 방법이 되었습니다. EN10002:2001에서 계승된 전통적인 시험 방법은 탄성 영역 내에서 응력 비율 유지에 기반을 둔 것으로, 이는 수동으로 작동하는 기계에 필요한 것이었습니다. 원래의 이 방법도 그대로 유지되어 이 표준의 2009년 버전에서는 '방법 B'가 되었습니다.

방법 A의 도입은 많은 사용자들이 방법 A가 폐쇄 루프 변형 제어가 가능한 장비를 사용해야만 달성할 수 있다고 생각했기 때문에 혼란을 초래했는데, 실제로는 일관된 크로스헤드 속도를 이용해서도 달성할 수 있는 것이었습니다. 이러한 상황을 명확히 하기 위해 ISO 6892-1은 현재 버전인 ISO 6892-1:2016으로 다시 개정되었습니다. 2016 버전에는 A1, A2 및 B의 세 가지 시험 방법이 포함되어 있으며, 이전의 방법 A는 명확하게 정의된 두 가지 시험 방법인 방법 A1(폐쇄 루프 변형 제어)과 방법 A2(일관된 크로스헤드 속도)로 나뉩니다. B는 계속해서 탄성 영역 내에서 응력 비율을 유지하는 것에 기반을 두고 있습니다. 방법 B에는 응력 제어를 유지해야 하는 시험 범위를 명확히 하기 위한 메모가 추가되었습니다. 아래 비디오에서 방법 A1에 대해 더 자세히 설명합니다.

ISO 6892-1은 주변 온도에서 모든 형태의 금속 소재의 인장 특성을 측정합니다. 제어된 조건에서 수행되는 시험은 섭씨 23±5도의 온도에서 이루어져야 합니다. ISO 6892-1은 다양한 인장 특성을 측정하며 다음은 가장 일반적인 것들입니다.

항복 강도 - 소재가 영구적으로 변형되는 응력. ISO 6892-1에서는 상한 및 하한 항복 강도를 모두 결정합니다. ISO 6892-1은 항복 현상에 따라 불연속 항복 소재에 대한 상한 및 하한 항복 강도 요구사항과 연속 항복 소재에 대한 오프셋 산출 방법을 모두 지정하고 있습니다. 

항복점 연신율 - 불연속 항복 소재에만 적합한 항복점 연신은 불연속 항복 시작 시와 종료 시 시편의 연신의 차이를 말합니다(응력 증가 없이 변형률이 증가하는 영역).

인장 강도 - 인장 시험 중에 소재가 견딜 수 있는 최대 힘 또는 응력.

면적 축소 - 소재의 연성 측정. 이는 시편의 원래 단면적과 시험 후 가장 작은 단면적의 차이로서, 일반적으로 원래 단면적의 감소 백분율로 표시됩니다. 가장 작은 단면은 파단 시 또는 파단 후에 측정할 수 있습니다.

ISO 6892-1은 금속 소재가 사용되는 광범위한 응용 분야로 인해 다양한 시편 유형을 수용합니다. 기본 시편 유형에는 시트, 플레이트, 와이어, 바 및 튜브가 포함됩니다. 시편 준비 및 측정에 대한 자세한 내용은 부록에서 확인할 수 있습니다.

부록 B: 얇은 제품에 사용되는 시편의 유형: 0, 1 및 3mm 두께 사이의 시트, 스트립 및 플랫.

부록 C: 직경 또는 두께가 4mm 미만인 와이어, 바 및 섹션에 사용되는 시편의 유형.

부록 D: 두께가 3mm 이상인 시트 및 플랫, 그리고 직경 또는 두께가 4mm 이상인 와이어, 바 및 섹션에 사용되는 시편의 유형.

ISO 6892-1 시험은 다양한 금속에 대해 수행되기 때문에 시스템의 힘 요구사항은 크게 다를 수 있습니다. 시험기의 힘 측정 시스템은 ISO 7500-1, 클래스 1 이상의 표준에 따라야 합니다. Instron® 6800 시리즈는 판금 10kN에서 최대 강판 600kN까지 시험하는 데 적합한 시험 프레임을 제공합니다. 6800 시리즈는 사전 장착 베어링, 정밀 볼 나사, 극도로 단단한 크로스헤드 및 베이스 빔, 저신장 구동 벨트를 포함한 우수한 로드 프레임을 제공합니다. 이러한 기능은 전반적으로 고급 성능 발휘에 기여하여 매우 정확한 결과를 생성합니다. 이 기능은 또한 시험 중 저장된 에너지 최소화에 도움이 되는데, 이는 ISO 6892-1에 따라 고강도 금속 소재를 시험할 때 특히 분명하게 나타납니다.

ISO 6892-1 시험에 적합한 다양한 파지 기술(웨지형, 유압식, 공압식 등)이 있습니다. 이들은 모두 시편에 파지력을 가하는 방식에 따라 비례 또는 비비례 방식으로 분류할 수 있습니다.

비례 그립을 이용하면, 시편에 가해지는 힘은 가해지는 인장 하중에 비례합니다. 시험 중 인장 하중이 증가하면 시편에 대한 파지력도 증가합니다. 웨지 그립은 비례 그리핑에 널리 사용되는 옵션이며 다양한 시험 응용 분야에 맞게 수동, 공압 및 유압 형식으로 제공됩니다. 웨지 그립의 모양은 비례 압력을 가할 수 있게 해주는 형태로, 인장력이 시편에 가해지면 시편이 웨지의 가장 좁은 영역으로 더 단단히 당겨져서 파지 압력이 증가합니다.

비비례 그립을 이용하면 시편에 가해지는 파지력이 일정하게 유지되며 가해지는 인장 하중과는 무관합니다. 이는 시편의 인장 하중과 직접적으로 관련이 없는 소스에 의해 클램핑력이 생성되는 사이드 액션 그립 및 피로 정격 유압 웨지 그립에서는 일반적입니다. 이 소스는 일반적으로 고압(210bar/3000psi 이상) 유압 공급 장치입니다. 비비례 그립의 한 가지 이점은 일반적으로 파지력 조정이 더 쉽고 따라서 더 많은 응용상의 잠재적 이점을 제공한다는 것입니다. 예를 들면, 가공되지 않은 시편을 시험할 때, 미세 조정을 통해 사용자가 최적의 파지 압력을 달성하는 동시에 조기 파손을 유발할 수 있는 응력 집중을 최소화할 수 있습니다.

일반적으로 ISO 6892-1 시험에 사용되는 연신계에는 클립온 장치, 비접촉식 장치 및 자동 접촉식 연신계의 세 가지 유형이 있습니다. 필요한 계산에 따라 연신계는 ISO 9513 클래스 1 또는 2에 따른 것이어야 합니다. 2630 시리즈와 같은 클립온 연신계가 가장 일반적으로 사용되는 유형입니다. 이러한 장치는 믿을 수 없을 정도로 정확하고 안정적인 변형 데이터를 제공할 수 있으며 일반적으로 다른 유형보다 구입 비용이 저렴합니다. 높은 처리량의 시험 실험실에서 살아남을 수 있을 만큼 충분히 견고해야 하며 시험 중에 제거되지 않은 경우 고용량 금속 시편의 파손으로 인한 충격을 흡수해야 합니다.

AutoX750과 같은 자동 접촉식 장치는 반복 가능한 클램핑 힘과 배치의 이점이 있으므로 클립온 연신계를 수동으로 배치하는 데 따른 여러 운용자 간의 편차를 줄일 수 있습니다. 자동 접촉식 장치는 또한 여러 게이지 길이에 맞출 수 있으므로 다양한 시편 유형을 시험해야 하는 사용자에게 비용 효율적일 수 있습니다. AutoX는 시험 내내 시편 파손에도 불구하고 유지될 수 있을 만큼 충분히 견고하게 설계되어 있습니다. 그러나 Bluehill® Universal 소프트웨어와 결합할 경우 AutoX750은 나이프 에지의 과도한 마모를 방지하기 위해 시편 파손 직전에 자동으로 제거되도록 설정할 수 있습니다.

AVE 2 자동 비디오 연신계와 같은 비접촉 장치는 연신계가 시편과 물리적으로 접촉하여 발생하는 영향을 제거할 수 있는 이점이 있습니다. 예를 들어, 포장 금속과 같이 시편이 매우 얇은 경우, 클립온 장치의 무게로 인해 결과가 크게 달라질 수 있습니다. 부서지기 쉬운 시편에 장치를 고정하는 데 사용되는 나이프 에지도 시편을 손상시켜서 조기 파괴를 유발할 수 있습니다. 또한 AVE는 소재와 접촉하지 않기 때문에 고용량 소재를 시험할 때 연신계가 손상되거나 마모될 가능성은 없습니다.

거의 모든 최신 시험기는 소프트웨어가 사전 설치된 상태로 제공되므로, 시험 소프트웨어의 계산이 ISO 6892-1을 준수하고 기존 데이터와 일치하는 것이 중요합니다. 모든 소프트웨어 패키지가 동일하게 생성되는 것은 아니므로, 선택한 플랫폼이 신뢰할 수 있는 결과를 제공하는 지 확인하는 것이 중요합니다.

전 세계 수천 명의 고객들이 Bluehill Universal®을 이용하여 ISO 6892-1에 따라 소재를 시험하고 있습니다. ISO 6892-1 시험에 필요한 모든 계산은 이미 Bluehill Universal에 사전 구성되어 있지만, 처음부터 시작하여 독자적인 방법을 구축하는 것을 선호하는 사용자들은 인터페이스를 통해 계산을 수동으로 쉽게 입력할 수 있습니다. 금속 시험 패키지는 또한 ASTM E8/E8M, ASTM A370, ASTM 615, ASTM E646, ASTM E517, EN10002, ISO10113 및 ISO10275와 같은 모든 표준에 대해 사전에 준비된 방법을 제공하고 있습니다.

ISO 6892-1에 따라 시험하는 대부분의 실험실에서는 정기적으로 많은 양의 시편을 시험해야 합니다. 이러한 이유로 어떤 방법으로든 처리량을 늘리는 것이 매우 유리합니다. 다행히도 실험실의 시험 처리량을 늘릴 수 있는 옵션이 많이 있습니다. 약간의 소프트웨어 수정으로 반복적인 작업을 줄일 수 있으며 일부 그립 및 연신계는 설정 시간을 줄이고 반복성을 높여서 재시험 실행 필요성을 줄일 수 있습니다. 마지막으로 전체 시험 프로세스를 완전히 자동화할 수 있는 옵션이 있어서 운용자의 간섭 없이 몇 시간 동안 시험을 실행할 수 있습니다.