มาตรฐาน ASTM E399 ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบเพื่อหาค่าความเหนียวแตกหักของวัสดุโลหะภายใต้สภาวะยืดหยุ่นเชิงเส้นและสภาวะความเค้นระนาบเป็นหลัก โดยใช้ชิ้นงานทดสอบที่มีรอยแตกจากการล้าที่มีความหนา 1,6 มม. หรือมากกว่า
ในวิธีการนี้ ตัวอย่างจะถูกทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของรอยแตกโดยแรงที่เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ หรือในกรณีพิเศษ (เลือกเฉพาะบางกรณี) อาจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว รายละเอียดของอุปกรณ์ทดสอบ การจัดเรียงตัวอย่าง และขั้นตอนการทดลองได้ระบุไว้ในมาตรฐานนี้ นอกจากนี้ยังได้อธิบายขั้นตอนสองขั้นตอนสำหรับการคำนวณค่าความเหนียวแตกหักโดยใช้ข้อมูลจากการทดลองไว้ด้วย:
การทดสอบความเหนียวแตกหักจากการดึงในระนาบสำหรับวัสดุที่มีความหนาน้อยกว่า 1,6 มม. และเปราะมากพอ สามารถทำได้โดยใช้ตัวอย่างประเภทอื่น ไม่มีวิธีการทดสอบมาตรฐานสำหรับวัสดุที่บางขนาดนี้
ASTM E399 เป็นมาตรฐานกลศาสตร์การแตกหักที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อกำหนดความเหนียวแตกหักจากการดึงแบบระนาบเชิงเส้นยืดหยุ่นของวัสดุโลหะ คุณสมบัติพื้นฐานที่วัดได้จากการทดสอบคือ KIc ซึ่งอธิบายถึงความต้านทานของโลหะต่อการเติบโตของรอยแตกที่ไม่เสถียรเมื่อมีรอยแตกแหลมคมอยู่ภายใต้ความเค้นดึงที่รุนแรง
ความทนทานต่อการแตกหักมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากชิ้นส่วนอาจแตกหักได้แม้ว่าความเค้นที่ระบุไว้จะต่ำกว่าความแข็งแรงดึงหรือความแข็งแรงครากตามปกติของวัสดุ หากมีรอยแตกหรือข้อบกพร่องขนาดใหญ่เพียงพอ
มาตรฐาน ASTM E399 กำหนดข้อกำหนดสำหรับการวัดความเหนียวแตกหักภายใต้สภาวะความเค้นระนาบแบบยืดหยุ่นเชิงเส้นเป็นหลัก วิธีนี้ใช้ชิ้นงานที่มีรอยแตกจากการล้าก่อนหน้า และใช้แรงกระทำต่อรอยแตกที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งเกิดการแตกหัก
มาตรฐานนี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับวัสดุโลหะเป็นหลัก โดยที่บริเวณพลาสติกของปลายรอยแตกมีขนาดเล็กพอเมื่อเทียบกับขนาดของชิ้นงานที่เกี่ยวข้อง ซึ่งทำให้สามารถอธิบายพฤติกรรมการแตกหักได้โดยใช้กลศาสตร์การแตกหักแบบยืดหยุ่นเชิงเส้น
มาตรฐาน ASTM E399 ครอบคลุมค่า KIc และยังมีขั้นตอนเสริมสำหรับการกำหนดค่า KIsi ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดอีกด้วย
ความเหนียวแตกหักเป็นมาตรวัดความสามารถของวัสดุในการต้านทานการลุกลามของรอยแตก ซึ่งแตกต่างจากความแข็งแรงดึง ความแข็งแรงดึงอธิบายถึงปริมาณแรงดึงที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะแตกหัก ในขณะที่ความเหนียวแตกหักจะพิจารณาถึงผลรวมของปัจจัยต่างๆ ดังนี้:
วัสดุที่มีความทนทานต่อการแตกหักสูงสามารถทนต่อรอยแตกขนาดใหญ่ได้โดยไม่เกิดการแตกหักอย่างรุนแรง เมื่อเทียบกับวัสดุที่มีความทนทานต่อการแตกหักต่ำ
สัญลักษณ์ KIc แทนค่าความเหนียวแตกหักจากการดึงในระนาบของวัสดุ ค่านี้บ่งบอกถึงความต้านทานต่อการแตกหักของวัสดุในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง เมื่อวัสดุได้รับรอยแตกที่คมชัดและสภาวะที่ใกล้เคียงกับพฤติกรรมการดึงในระนาบแบบยืดหยุ่นเชิงเส้น มาตรฐานนี้ระบุว่า สำหรับการตีความค่า KIc ที่ต้องการ บริเวณพลาสติกที่ปลายรอยแตกควรมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของรอยแตก ความหนาของชิ้นงาน และเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เหลืออยู่
เมื่อความเข้มข้นของความเค้นถึงค่าความเหนียวแตกหักวิกฤตของวัสดุภายใต้สภาวะความเค้นระนาบที่เกิดขึ้น การเติบโตของรอยแตกที่ไม่เสถียรอาจเกิดขึ้นได้
โดยทั่วไปแล้ว ขั้นตอนตามมาตรฐาน ASTM E399 จะประกอบด้วยขั้นตอนพื้นฐานดังต่อไปนี้:
มาตรฐาน ASTM E399 กำหนดข้อกำหนดสำหรับรูปทรงตัวอย่างทดสอบต่างๆ โดยเวอร์ชันล่าสุดได้ระบุข้อกำหนดต่อไปนี้โดยเฉพาะ:
การเลือกรูปแบบตัวอย่างขึ้นอยู่กับวัสดุ ปริมาณวัสดุที่มีอยู่ รูปทรงของชิ้นส่วน และข้อกำหนดของห้องปฏิบัติการ
หนึ่งในแง่มุมที่สำคัญที่สุดของมาตรฐาน ASTM E399 คือการสร้างรอยแตกที่คมชัดเพียงพอก่อนการทดสอบการแตกหักขั้นสุดท้าย รอยบากที่เกิดจากการกลึงอาจไม่สามารถจำลองความคมชัดและการกระจุกตัวของความเค้นของรอยแตกที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติได้ ดังนั้น ชิ้นงานจึงถูกนำไปทดสอบด้วยการรับแรงแบบวงจรควบคุมเพื่อขยายรอยบากและสร้างรอยแตกก่อนการล้า ซึ่งจะทำให้ได้สภาพปลายรอยแตกที่สมจริงมากขึ้นสำหรับการทดสอบกลศาสตร์การแตกหัก
มาตรฐาน ASTM E399 มีการวัดหลายอย่างที่สำคัญ:
มาตรฐาน ASTM E399 มีความสำคัญเนื่องจากค่าความเหนียวแตกหักเป็นคุณสมบัติทางวิศวกรรมที่สำคัญสำหรับโครงสร้างที่มีหรืออาจมีรอยแตกและข้อบกพร่อง มาตรฐานนี้ให้วิธีการควบคุมและทำซ้ำได้สำหรับการประเมินคุณสมบัตินี้ พื้นที่การใช้งานได้แก่:
เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM E399 อีกด้วย
คุณสามารถขอให้เรากรอกแบบฟอร์มของเราเพื่อรับการนัดหมายเพื่อรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมหรือเพื่อขอการประเมินผล
