ASTM E399-standarden, utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver en testmetod för att bestämma brottsegheten hos metalliska material under huvudsakligen linjära elastiska, plana spänningsförhållanden, med hjälp av utmattningsförspruckna prover med en tjocklek på 1,6 mm eller större.
I denna metod utsätts prover för sprickförskjutningskrafter som ökar långsamt eller, i speciella (selektiva) fall, snabbt. Detaljer om provningsapparaten, provkonfigurationen och experimentförfarandet ges i denna standard. Två procedurer för att beräkna brottseghetsvärden med hjälp av experimentella data beskrivs:
Plana dragbrottseghetsprov för material tunnare än 1,6 mm och tillräckligt spröda kan utföras med andra provtyper. Det finns ingen standardtestmetod för så här tunna material.
ASTM E399 är en allmänt använd standard för brottmekanik som utvecklats för att bestämma den linjär-elastiska plandragbrottsegheten hos metalliska material. Den grundläggande egenskapen som mäts med testet är KIc, som beskriver metallens motståndskraft mot instabil spricktillväxt när en skarp spricka föreligger under kraftig dragspänning.
Brottseghet är särskilt viktig eftersom en komponent kan spricka även om dess nominella spänning är under materialets konventionella drag- eller sträckgräns, om en tillräckligt stor spricka eller defekt föreligger.
ASTM E399-standarden specificerar krav för mätning av brottseghet under övervägande linjära elastiska, plana spänningsförhållanden. Denna metod använder ett prov som innehåller en spricka före utmattning och applicerar en ökande sprickförskjutningskraft tills brott uppstår.
Denna standard är främst utformad för metalliska material där sprickspetsens plastiska område är tillräckligt litet jämfört med de relevanta provdimensionerna. Detta gör det möjligt att karakterisera brottbeteendet med hjälp av linjär elastisk brottmekanik.
ASTM E399-standarden omfattar KIc och tillhandahåller även en valfri procedur för att bestämma KIsi under specificerade förhållanden.
Brottseghet är ett mått på ett materials förmåga att motstå sprickutbredning. Det skiljer sig från draghållfasthet. Medan draghållfasthet beskriver hur mycket spänning ett material kan motstå före dragbrott, tar brottseghet hänsyn till den kombinerade effekten av:
Ett material med hög brottseghet kan motstå relativt stora sprickor utan katastrofal brottstyrka, jämfört med ett material med låg brottseghet.
Symbolen KIc representerar ett materials plana dragbrottseghet. Detta värde karakteriserar materialets brottmotstånd i en neutral miljö när det utsätts för en skarp spricka och förhållanden som närmar sig linjär-elastiskt, plant dragbeteende. Denna standard specificerar att för den avsedda KIc-tolkningen bör sprickspetsens plastiska zon förbli liten i förhållande till sprickstorleken, provbitens tjocklek och återstående bindväv.
När spänningskoncentrationen når materialets kritiska brottseghet under rådande planspänningsförhållanden, kan instabil spricktillväxt uppstå.
ASTM E399-standardproceduren följer generellt dessa grundläggande steg:
ASTM E399-standarden anger krav för olika provkonfigurationer. Den senaste versionen inkluderar specifikt följande:
Den valda provkonfigurationen beror på materialet, tillgängligt materialvolym, komponentens geometri och laboratoriekraven.
En av de viktigaste aspekterna av ASTM E399-standarden är att skapa en tillräckligt skarp spricka före det slutliga brottprovet. Ett maskinbearbetat skåra återger inte nödvändigtvis skärpan och spänningskoncentrationen hos en naturligt förekommande spricka. Därför utsätts provet för kontrollerad cyklisk belastning för att bredda skåran och skapa en spricka före utmattning. Detta ger ett mer realistiskt sprickspetsförhållande för brottmekaniska tester.
Flera mätningar är avgörande i ASTM E399-standarden:
ASTM E399-standarden är viktig eftersom brottseghet är en kritisk teknisk egenskap för konstruktioner som innehåller, eller potentiellt innehåller, sprickor och defekter. Denna standard tillhandahåller en kontrollerad och repeterbar metod för att utvärdera denna egenskap. Tillämpningsområden inkluderar:
I många år har vår organisation, med sitt kompetenta och erfarna team, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM E399-standarden.
Du kan be oss fylla i vårt formulär för att få en tid, för att få mer detaljerad information eller för att begära en utvärdering.
