اختبار الشد ASTM E8/E8M للمواد المعدنية

اختبار الشد ASTM E8/E8M للمواد المعدنية

يصف معيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM E8/E8M لاختبار شد المواد المعدنية"، الذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM)، طرقًا لاختبار شد المواد المعدنية بجميع أشكالها في درجة حرارة الغرفة، وتحديدًا قوة الخضوع، واستطالة نقطة الخضوع، وقوة الشد، والاستطالة، وتقليل المساحة. بالنسبة لمعظم العينات الدائرية، يلزم استخدام أطوال قياس 4D لـ E8 و5D لـ E8M. يُعد طول القياس الفرق الأهم بين عينات الاختبار E8 وE8M. تُعفى عينات الاختبار المصنوعة من مواد مسحوق المعادن من هذا الشرط بموجب اتفاقية على مستوى الصناعة لضمان ضغط المادة إلى منطقة بروز وكثافة محددة.

اختبار الشد ASTM E8/E8M للمواد المعدنية

قد يكون من الضروري إجراء استثناءات لأحكام طرق الاختبار هذه في الخصائص الفردية أو طرق الاختبار لمادة معينة.

ما لم يُنص على خلاف ذلك، يُفترض أن تتراوح درجة حرارة الغرفة بين 10 درجات إلى 38 درجة.

تُوفر اختبارات الشد معلومات حول قوة ومتانة المواد تحت إجهادات شد أحادية المحور. وتُفيد هذه المعلومات في مقارنة المواد في ظروف محددة، وتطوير السبائك، ومراقبة الجودة، والتصميم.

قد لا تمثل نتائج اختبارات الشد على العينات المصنعة وفقًا للأبعاد القياسية من أجزاء مختارة من قطعة أو مادة خصائص القوة والليونة للمنتج النهائي بأكمله أو سلوكه أثناء الخدمة في بيئات مختلفة بشكل كامل.

تُعتبر طرق الاختبار هذه مُرضية لاختبار قبول الشحنات التجارية. وقد استُخدمت على نطاق واسع في التجارة لهذا الغرض.

يجب أن تكون عينات الاختبار إما كاملة الحجم أو مُشَكَّلة آليًا وفقًا لما هو مُحدَّد في مواصفات المنتج للمادة المُختَبَرة. ما لم يُحدَّد خلاف ذلك، يجب وضع محور عينة الاختبار داخل المادة الأم كما يلي:

  • في الوسط للمنتجات التي يبلغ سمكها أو قطرها أو المسافة بين الأسطح المسطحة 40 ملم أو أقل.
  • بالنسبة للمنتجات التي يزيد سمكها أو قطرها أو المسافة بين الأسطح المسطحة عن 40 مم، في منتصف المسافة من المركز إلى السطح.

غالبًا ما تُسبب عينات الاختبار المُعدّة بشكل غير صحيح نتائج غير مُرضية وغير دقيقة. لذلك، من المهم توخي الحذر، خاصةً أثناء تحضير العينات ومعالجتها، لتحقيق أقصى قدر من الدقة وتقليل التحيز في نتائج الاختبار.

يجب أن يكون الجزء المُصغّر الذي يحتوي على شرائح العينات المُحضّرة خاليًا من آثار العمل البارد، أو الخدوش، أو علامات الاهتزاز، أو الأخاديد، أو الخدوش، أو النتوءات، أو الأسطح أو الحواف الخشنة، أو ارتفاع درجة الحرارة، أو أي ظروف أخرى قد تؤثر سلبًا على الخصائص المراد قياسها. قد يُنتج عن حفر أو قطع الجزء المُحوّل نتوءات كبيرة ناتجة عن العمل البارد أو القطع، أو كليهما، على طول الحواف، ويجب إزالتها بالتشغيل الآلي.

في المقطع الموازي المختزل للعينات المستطيلة، لا يجوز طحن أو تآكل الحواف أو الزوايا بطريقة تتسبب في اختلاف مساحة المقطع العرضي الفعلية للعينة بشكل كبير عن المساحة المحسوبة.

بالنسبة للمواد الهشة، يجب استخدام شرائح ذات نصف قطر كبير في نهايات القسم الموازي المختزل.

يجب أن تكون مساحة المقطع العرضي للعينة أصغر ما يمكن عند مركز المقطع الموازي المُصغّر لضمان عدم حدوث كسر ضمن طول القياس. لذلك، يُسمح بتدريج طفيف في المقطع الموازي المُصغّر لكل عينة من العينات الموضحة أدناه.

عند اختبار المواد في ظروف غير تلك التي صُنعت من أجلها، يجب أن يكون تشطيب سطح عينات الاختبار مطابقًا لما هو محدد في مواصفات المنتج المعمول بها. بالنسبة للمواد ذات القوة العالية والمرونة المنخفضة جدًا، يجب إيلاء اهتمام خاص لتجانس وجودة تشطيب سطح العينات، حيث ثبت أن ذلك عامل مؤثر في تباين نتائج الاختبار.

اختبار الشد للمواد المعدنية هو اختبار ميكانيكي أساسي يُستخدم لتحديد استجابة المادة للحمل الشد أحادي المحور. وفي علم وهندسة المواد، يُعدّ هذا الاختبار بالغ الأهمية لفهم الخصائص الميكانيكية للمعدن وسلوكه تحت الضغط.

لتحديد الخصائص الميكانيكية الأساسية للمواد المعدنية، هناك حاجة إلى ما يلي:

  • قوة الغلة
  • قوة الشد القصوى
  • استطالة
  • معامل المرونة
  • تخفيض المساحة
  • مؤشرات اللدونة والصلابة

عند إجراء هذه الطريقة، تُوضع العينة في قبضة جهاز اختبار شامل. يُثبّت مقياس التمدد على منطقة طول المقياس. يُطبّق حمل شد محوري ثابت (مُتحكّم به بالانفعال أو الحمل). يُسجّل الحمل والاستطالة باستمرار. يستمر التحميل حتى حدوث الكسر.

النقاط الرئيسية في منحنى الإجهاد والانفعال النموذجي هي:

  • الحد النسبي: نهاية السلوك المرن الخطي.
  • نقطة الخضوع: تبدأ المادة بالتشوه بلاستيكيًا.
  • قوة الشد القصوى: أقصى قدر من الإجهاد قبل الخضوع.
  • نقطة الانقطاع: النقطة التي تنكسر فيها العينة.

تقيس طرق الاختبار المقدمة في هذا المعيار العديد من الخصائص الميكانيكية المهمة للمواد المعدنية:

  • قوة الخضوع: الإجهاد الذي تبدأ عنده المادة بالتشوه البلاستيكي. تُقاس عادةً باستخدام طريقة الإزاحة بنسبة ٠.٢٪.
  • قوة الشد القصوى: أقصى قدر من الضغط الذي يمكن للمادة أن تتحمله قبل أن يبدأ الانبعاج.
  • الاستطالة (الامتداد الكلي عند الكسر): الزيادة في الانفعال أو الطول كنسبة مئوية من طول القياس الأصلي، مما يدل على اللدونة.
  • معامل المرونة (E): هو ميل الجزء الخطي (المرن) من منحنى الإجهاد والانفعال، والذي يمثل الصلابة.
  • تخفيض المساحة: إن النسبة المئوية لتخفيض مساحة المقطع العرضي عند نقطة الكسر هي أيضًا مقياس للطواعية.
  • الحد التناسبي: النقطة التي يكون فيها النضج والإجهاد متناسبين خطيًا.
  • نقطة الانكسار: هي النقطة التي تنكسر فيها المادة أخيرًا تحت تأثير الشد.

مؤسستنا، التي تدعم الشركات في جميع القطاعات منذ سنوات بمجموعة واسعة من أنشطة الاختبار والقياس والتحليل والتقييم، تضم فريقًا قويًا من الموظفين يتابعون عن كثب التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، ويعملون على تطوير أنفسهم باستمرار. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار "ASTM E8/E8M القياسي لاختبار شد المواد المعدنية".

واتس اب