استاندارد ASTM E399 که توسط انجمن آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) تدوین شده است، روشی را برای تعیین چقرمگی شکست مواد فلزی تحت شرایط تنش صفحه‌ای الاستیک خطی، با استفاده از نمونه‌های پیش ترک‌خورده خستگی با ضخامت 1,6 میلی‌متر یا بیشتر، شرح می‌دهد.
در این روش، نمونه‌ها تحت نیروی جابجایی ترک قرار می‌گیرند که به آرامی یا در موارد خاص (انتخابی)، به سرعت افزایش می‌یابد. جزئیات دستگاه آزمایش، پیکربندی نمونه و روش آزمایش در این استاندارد ارائه شده است. دو روش برای محاسبه مقادیر چقرمگی شکست با استفاده از داده‌های تجربی شرح داده شده است:
آزمایش‌های چقرمگی شکست کششی صفحه‌ای برای موادی با ضخامت کمتر از 1,6 میلی‌متر و به اندازه کافی شکننده را می‌توان با استفاده از انواع دیگر نمونه انجام داد. هیچ روش آزمایش استانداردی برای چنین مواد نازکی وجود ندارد.
ASTM E399 یک استاندارد مکانیک شکست پرکاربرد است که برای تعیین چقرمگی شکست کششی صفحه‌ای الاستیک خطی مواد فلزی توسعه داده شده است. خاصیت اساسی اندازه‌گیری شده توسط این آزمایش KIc است که مقاومت فلز در برابر رشد ترک ناپایدار را هنگامی که یک ترک تیز تحت تنش کششی شدید وجود دارد، توصیف می‌کند.
چقرمگی شکست از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا یک قطعه حتی اگر تنش اسمی آن کمتر از استحکام کششی یا تسلیم متعارف ماده باشد، در صورت وجود ترک یا نقص به اندازه کافی بزرگ، می‌تواند بشکند.
استاندارد ASTM E399 الزامات اندازه‌گیری چقرمگی شکست را تحت شرایط تنش صفحه‌ای و الاستیک خطی غالب مشخص می‌کند. این روش از نمونه‌ای حاوی ترک پیش از خستگی استفاده می‌کند و نیروی جابجایی ترک را تا زمان وقوع شکست افزایش می‌دهد.
این استاندارد در درجه اول برای مواد فلزی طراحی شده است که در آن ناحیه پلاستیک نوک ترک در مقایسه با ابعاد نمونه مربوطه به اندازه کافی کوچک است. این امر امکان توصیف رفتار شکست با استفاده از مکانیک شکست الاستیک خطی را فراهم می‌کند.
استاندارد ASTM E399، KIc را پوشش می‌دهد و همچنین یک روش اختیاری برای تعیین KIsi تحت شرایط مشخص ارائه می‌دهد.
چقرمگی شکست معیاری از توانایی یک ماده در مقاومت در برابر گسترش ترک است. این معیار با مقاومت کششی متفاوت است. در حالی که مقاومت کششی میزان تنشی را که یک ماده می‌تواند قبل از شکست کششی تحمل کند، توصیف می‌کند، چقرمگی شکست اثر ترکیبی موارد زیر را در نظر می‌گیرد:
ماده‌ای با چقرمگی شکست بالا می‌تواند در مقایسه با ماده‌ای با چقرمگی شکست پایین، ترک‌های نسبتاً بزرگی را بدون شکست فاجعه‌بار تحمل کند.
نماد KIc نشان دهنده چقرمگی شکست کششی صفحه‌ای یک ماده است. این مقدار، مقاومت ماده در برابر شکست در یک محیط خنثی را هنگام قرار گرفتن در معرض یک ترک تیز و شرایطی نزدیک به رفتار کششی صفحه‌ای الاستیک خطی مشخص می‌کند. این استاندارد مشخص می‌کند که برای تفسیر KIc مورد نظر، ناحیه پلاستیک نوک ترک باید نسبت به اندازه ترک، ضخامت نمونه و بافت همبند باقی مانده کوچک باقی بماند.
وقتی تمرکز تنش به چقرمگی شکست بحرانی ماده تحت شرایط تنش صفحه‌ای غالب می‌رسد، رشد ترک ناپایدار می‌تواند رخ دهد.
روش استاندارد ASTM E399 عموماً از این مراحل اساسی پیروی می‌کند:
استاندارد ASTM E399 الزاماتی را برای پیکربندی‌های مختلف نمونه ارائه می‌دهد. آخرین نسخه به طور خاص شامل موارد زیر است:
پیکربندی نمونه انتخاب شده به جنس ماده، حجم ماده موجود، هندسه قطعه و الزامات آزمایشگاهی بستگی دارد.
یکی از مهمترین جنبه‌های استاندارد ASTM E399 ایجاد یک ترک به اندازه کافی تیز قبل از آزمایش شکست نهایی است. یک شیار ماشینکاری شده لزوماً تیزی و تمرکز تنش یک ترک طبیعی را ایجاد نمی‌کند. بنابراین، نمونه تحت بارگذاری چرخه‌ای کنترل شده قرار می‌گیرد تا شیار پهن‌تر شود و یک ترک پیش خستگی ایجاد شود. این امر شرایط نوک ترک واقعی‌تری را برای آزمایش‌های مکانیک شکست فراهم می‌کند.
چندین اندازه‌گیری در استاندارد ASTM E399 بسیار مهم هستند:
استاندارد ASTM E399 از این جهت اهمیت دارد که چقرمگی شکست یک ویژگی مهندسی حیاتی برای سازه‌هایی است که حاوی یا به طور بالقوه حاوی ترک و نقص هستند. این استاندارد روشی کنترل‌شده و تکرارپذیر برای ارزیابی این ویژگی ارائه می‌دهد. زمینه‌های کاربرد عبارتند از:
سال‌هاست که سازمان ما با تیم متخصص و باتجربه خود، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات آزمایش پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی به آنها کمک می‌کند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات آزمایش مطابق با استاندارد ASTM E399 ارائه می‌دهیم.
برای دریافت قرار ملاقات، برای دریافت اطلاعات دقیق تر و یا درخواست ارزیابی، می توانید از ما بخواهید فرم ما را پر کند و به شما برسد.
