ASTM A370 與 ASTM E8 之間的差異
ASTM A370 與另一個主要的金屬測試標準 ASTM E8 共用相同的測試設備和測試方法。A370 與 E8 的不同之處在於，它進一步定義了針對幾種不同產品類型的鋼材試樣特性。這些產品涉及棒材、管材、緊固件和圓線的測試，並與一些程序說明一起包含在 ASTM A370 的附錄中。值得注意的是，雖然附錄章節是對標準一般章節的補充，但在發生衝突時，產品標準通常優先適用。
它測量什麼？
材料測試系統
由於 ASTM A370 測試針對種類繁多的鋼鐵產品和試樣幾何形狀進行，因此系統力值要求可能會有很大差異。Instron 的工業系列 (Industrial Series) 提供適用於測試加工不鏽鋼圓棒 (300kN) 直至厚壁管狀產品 (2000kN) 的測試機架。工業系列載荷框架包括高剛性滾珠絲槓和立柱、應變計載荷測量以及消除背隙設計，以確保耐用性。這些特性透過產生更準確的結果並最大限度地減少測試期間儲存的能量，有助於提升性能，這在測試彈簧線和大直徑緊固件等高強度材料時尤為明顯。
測試方法
與最常見的金屬測試標準一樣，ASTM A370 描述了三種測試控制類型：應力速率控制、應變速率控制和橫樑位移控制。對於 ASTM E8 / E8M，這些控制類型被稱為方法 A、B 和 C。在 ASTM A370 中，拉伸測試控制參考了 ASTM E8/E8M 的方法，並增加了針對 ASTM A370 標準內不同材料和應用的特定計算。製造商通常在整個測試過程中使用橫樑位移，或者在計算彈性模量時依賴應力速率控制，然後切換到橫樑位移控制完成剩餘測試。下面的影片詳細討論了應變速率控制方法。
夾具與延伸計
附錄 1 - 棒材
本附錄涵蓋了扁平、圓形、正方形、六角形和八角形試樣形狀的熱軋和冷加工棒材的試樣尺寸及延伸計標距要求。測試棒材時通常建議使用比例式楔形夾具。然而，由於其極高的抗拉強度，某些棒材（特別是用於製造彈簧的類型）在拉伸測試中發生打滑時，可能會對標準楔形夾具的夾齒面造成嚴重損壞。在這些情況下，我們建議使用側動非比例式夾具，以便在測試期間和試樣斷裂時更牢固地夾持材料。
所有熱軋棒材試樣都需要 8 英吋標距的儀器進行應變測量，因為它們是全截面且未經加工的。合適的延伸計選項包括具有可調標距的 Instron AUTOX750，或具有專用 8 英吋標距的手動夾持式設備，例如 Instron 的 E 系列 W-6280-8 和 W-6280-200。遺憾的是，熱軋材料無法使用非接觸式延伸計（如 Instron 的 AVE3）進行測試，因為測試期間產生的氧化皮屑會導致標記從試樣上脫落，或導致儀器失去對標記的追蹤。
冷加工材料試樣確實具有經機械加工減小的截面，因此使用合適的 2 英吋標距延伸計，例如 AUTOX750、AVE2 或手動夾持式設備。B2 級延伸計適用於 0.2% 偏移屈服，但如果需要較低百分比的屈服計算，則建議使用 B1 級設備。
附錄 1 還涵蓋了熱軋和冷加工棒材的彎曲測試要求。當材料尺寸允許時，對全截面材料進行測試，並在必要時指定加工試樣的尺寸。彎曲測試的目的是目視檢查材料的表面裂紋，需要使用 Instron 的 W-6810 和 W-6812 彎曲測試夾具。
附錄 2 - 管材與管件
測試管狀產品（如全截面管材或從管材切割的啞鈴型試樣）時，比例式楔形夾具是足夠且經濟的解決方案。如果不希望啞鈴型試樣的端部變平，我們建議使用弧形夾齒組，這對於測試厚壁和高抗拉強度的試樣特別有用，因為它們可以消除打滑並提高測試開始時的應變準確度。
管材與管件的應變測量解決方案可以是自動接觸式延伸計（如 AUTOX750）或手動夾持式設備（如 Instron 的 W-6280 系列）。對於測試全截面管狀產品，AUTOX750 可接受的最大試樣直徑為 100 mm，標距為 2 英吋。B2 級延伸計適用於 0.2% 偏移屈服，但如果需要較低百分比的屈服計算，則建議使用 B1 級設備。
附錄 2 還描述了幾種用於證明某些管狀產品延展性的壓縮測試，包括壓扁、反向壓扁、壓潰、翻邊、擴口、彎曲和橫向導向彎曲測試。基本的壓縮壓盤和模具可以輕鬆滿足其中許多測試，但導向彎曲測試除外，對此 Instron 提供 W-6810 夾具。
附錄 3 - 緊固件
緊固件測試需要專門的夾持附件，以支撐緊固件的頭部並將拉伸應力集中在試樣的螺紋部分。這些附件由各種直徑、角度、螺紋和螺距的螺栓座和墊圈組成，以匹配每種特定尺寸的緊固件。如果緊固件太大而無法在給定的測試系統上進行測試，則允許加工具有標準 2 英吋標距的傳統 .505 英吋試樣進行測試。除了軸向測試外，兩種剪切測試（雙剪切和單剪切）也很重要，且為 ASTM F-606 和 MIL-STD 1312 所要求，同時還包括使用螺母保證載荷芯棒對螺母進行保證載荷測試。
測試緊固件時通常不需要延伸計，但在確定材料是否表現出任何應變時，延伸計會很有幫助。合適的選擇是 Instron 的 W-E439。
附錄 4 - 圓線
附錄 4 主要關注圓線產品的兩種夾持類型：輔助楔形夾具和凸輪式緩衝夾具。這兩種解決方案都被認為適用於測試容量較低且具有延展性的線材。測試全截面圓線試樣的標距為 10 英吋。夾口斷裂是測試此類試樣時常見的挑戰，因為當試樣斷裂發生在靠近夾具處時，測試結果被視為不可報告。因此，夾具對齊非常重要。如果需要應變測量，10 英吋標距的夾持式設備是合適的，自動化解決方案如 AUTOX750 也是如此。
| ASTM A370 圓線夾具 | |
|---|---|
| 2714-107 輪胎簾布夾具 | |
附錄 A5 - 夏比衝擊
關於總吸收能量的夏比衝擊測試在 A370 的一般章節以及附錄 A5 中都有詳盡討論。這是該標準所述大多數鋼材生產中的必測項目。試樣尺寸定義明確，並包含不同斷裂類型的圖片示例。為了獲得更多細節，ASTM A370 參考了夏比衝擊標準 ASTM E-23。Instron 提供從 300 焦耳到 900 焦耳的合適解決方案，例如配備 Bluehill Impact 軟體的 MPX 系統。
前附錄
在 ASTM A370 的最新更新中，附錄 A7（多股鋼絞線）和附錄 A9（鋼筋）已移至各自的產品標準 ASTM A1061/A1061M 和 ASTM A615。由於它們長期包含在過去版本的 ASTM A370 中，我們仍將在本指南中提及這些應用。
7 股鋼絞線通常用於預應力混凝土的生產。如果沒有合適的設備，很難測試絞線，雖然比例式楔形夾具是可以接受的，但非比例側動式夾具在一致性和結果方面是更好的選擇。根據 ASTM A1061/A1061M 標準，試樣長度為 48 英吋，需要 24 英吋標距的應變設備來正確測量長度變化。
鋼筋 (Rebar) 是另一種試樣不包含減小截面的材料，因此需要 8 英吋/200mm 標距的延伸計。比例式楔形夾具適用於此測試。在北美，尺寸慣例是以 #8 鋼筋為標稱 1 英吋（即 8/8 英吋）。近年來產品標準中包含的最大直徑材料是 #20 螺紋鋼筋，其抗拉強度也達到 100 ksi。測試最大產品會產生 720,000 磅的峰值測試載荷。AC133 標準下的另一項測試是鋼筋耦合測試，該測試使用雙側動或單側動非比例夾具以過零循環方式運行。
計算和結果
ASTM A370 測試所需的所有計算都已在 Bluehill Universal 中預先配置。對於那些希望從頭開始建立自己方法的使用者，也可以輕鬆配置手動輸入的計算以符合 ASTM A370 測試。金屬方法套件還提供適用於以下所有標準的預建方法：ASTM E8 / E8M、ASTM 615、ASTM E646、ASTM E517、ISO 6892-1、EN10002、ISO 10113 和 ISO 1027。
High Force Universal Testing Machines Brochure
Instron’s high force systems include electromechanical and high-capacity hydraulic testing systems for tension and compression applications. Force capacities range from 100 kN to 2000kN.
6800 系列 – 万能材料试验系统
Instron 的6800 系列万能材料试验系统提供出色的精度及可靠性。 6800 系列基于正在申请专利的操作员保护架构，具有全新的智能气动控制装置和碰撞保护功能，使材料测试比以往任何时候都更简单、更智能、更安全。
Hydraulic Side-Action Grips (DuraSync)
Instron hydraulic side-action grips are designed for high-capacity testing and maintain a constant clamping force on the specimen that acts perpendicular to the direction of testing and is independent of tensile loading.
±100 kN Universal Hydraulic Wedge Action Grips Data Sheet
Instron’s 100 kN hydraulic wedge grips (catalog no. 2743-401) provide an innovative solution for high-capacity testing and deliver enhanced gripping performance, usability, and operator safety.
Industrial Series DX Models
Designed for high-capacity tensile, compression, bend/flex, and shear testing, DX Series testing systems feature a dual test space and single footprint. Understanding the critical importance of operator safety, these frames incorporate high-quality materials, components, and craftsmanship and are ideal for testing metals, wire rod, fasteners, concrete, and wood.
Motorized Impact Testing System (MPX)
The Instron® MPX Series of motorized pendulum impact testers are preferred for metals impact testing to Charpy and Izod standards.
