การทดสอบแรงดึงของวัสดุโลหะ ASTM E8/E8M

มาตรฐาน "ASTM E8/E8M Standard Test Method for Tension Testing of Metallic Materials" ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมทดสอบและวัสดุแห่งสหรัฐอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบแรงดึงของวัสดุโลหะในรูปแบบใดๆ ที่อุณหภูมิห้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งค่าความแข็งแรงคราก การยืดตัวที่จุดคราก ความต้านทานแรงดึง การยืดตัว และการลดพื้นที่ สำหรับชิ้นงานทรงกลมส่วนใหญ่ ต้องใช้ความยาวเกจ 4D สำหรับ E8 และ 5D สำหรับ E8M ความยาวเกจเป็นความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างชิ้นงานทดสอบ E8 และ E8M ชิ้นงานทดสอบที่ทำจากวัสดุผงโลหะได้รับการยกเว้นจากข้อกำหนดนี้ตามข้อตกลงทั่วทั้งอุตสาหกรรม เพื่อให้มั่นใจว่าวัสดุถูกกดให้อยู่ในพื้นที่ยื่นออกมาและความหนาแน่นที่กำหนด

อาจต้องมีการยกเว้นข้อกำหนดของวิธีการทดสอบเหล่านี้ในคุณสมบัติแต่ละรายการหรือวิธีการทดสอบสำหรับวัสดุเฉพาะ

เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น อุณหภูมิห้องจะถือว่าอยู่ที่ 10 ถึง 38 องศา

การทดสอบแรงดึงให้ข้อมูลเกี่ยวกับความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุภายใต้แรงดึงแกนเดียว ข้อมูลนี้มีประโยชน์ในการเปรียบเทียบวัสดุภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ การพัฒนาโลหะผสม การควบคุมคุณภาพ และการออกแบบ

ผลลัพธ์ของการทดสอบแรงดึงของชิ้นงานที่ผ่านการกลึงให้ได้ขนาดมาตรฐานจากชิ้นส่วนที่เลือกของชิ้นส่วนหรือวัสดุอาจไม่สามารถแสดงถึงคุณสมบัติความแข็งแรงและความเหนียวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายทั้งหมดหรือพฤติกรรมระหว่างการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันได้อย่างครบถ้วน

วิธีทดสอบเหล่านี้ถือว่าเหมาะสมสำหรับการทดสอบการยอมรับสินค้าขนส่งเชิงพาณิชย์ วิธีทดสอบเหล่านี้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเชิงพาณิชย์เพื่อจุดประสงค์นี้

ตัวอย่างทดสอบจะต้องมีขนาดเต็มหรือผ่านกระบวนการกลึงตามที่ระบุไว้ในข้อกำหนดผลิตภัณฑ์สำหรับวัสดุที่จะทดสอบ เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น แกนของตัวอย่างทดสอบจะต้องอยู่ในตำแหน่งภายในวัสดุหลักดังต่อไปนี้:

• ตรงกลางสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนา เส้นผ่านศูนย์กลาง หรือระยะห่างระหว่างพื้นผิวเรียบ 40 มม. หรือต่ำกว่า
• สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนา เส้นผ่านศูนย์กลาง หรือระยะห่างระหว่างพื้นผิวเรียบมากกว่า 40 มม. โดยให้จุดศูนย์กลางอยู่ที่ระยะห่างจากจุดศูนย์กลางถึงพื้นผิว

ตัวอย่างทดสอบที่เตรียมไม่ถูกต้องมักเป็นสาเหตุของผลการทดสอบที่ไม่น่าพอใจและไม่แม่นยำ ดังนั้น การดูแลเอาใจใส่เป็นพิเศษระหว่างการเตรียมตัวอย่างระหว่างกระบวนการจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อเพิ่มความแม่นยำสูงสุดและลดความลำเอียงในผลการทดสอบ

ส่วนตัดที่ลดขนาดลงซึ่งประกอบด้วยเนื้อโลหะของชิ้นงานที่เตรียมไว้ จะต้องปราศจากงานขึ้นรูปเย็น รอยบาก รอยสั่นสะเทือน ร่อง รอยบาก เสี้ยน พื้นผิวหรือขอบที่ขรุขระ ความร้อนสูงเกินไป หรือสภาวะอื่นใดที่อาจส่งผลเสียต่อคุณสมบัติที่ต้องการวัด การเจาะหรือการตัดส่วนตัดที่แปรรูปแล้วอาจทำให้เกิดเสี้ยนงานขึ้นรูปเย็นหรือเสี้ยนตัด หรือทั้งสองอย่างตามขอบ ซึ่งต้องกำจัดออกด้วยการตัดเฉือน

ในส่วนขนานที่ลดลงของตัวอย่างสี่เหลี่ยมผืนผ้า จะต้องไม่เจียรหรือขูดขอบหรือมุมในลักษณะที่จะทำให้พื้นที่หน้าตัดจริงของตัวอย่างแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากพื้นที่ที่คำนวณได้

สำหรับวัสดุเปราะ ควรใช้การกลึงแบบรัศมีใหญ่ที่ปลายส่วนขนานที่ลดขนาดลง

พื้นที่หน้าตัดของชิ้นงานต้องเล็กที่สุดที่จุดกึ่งกลางของส่วนขนานที่ลดขนาดลง เพื่อให้แน่ใจว่าเกิดการแตกหักภายในความยาวเกจ ดังนั้นจึงอนุญาตให้ใช้ความเรียวเล็กในส่วนขนานที่ลดขนาดลงของชิ้นงานแต่ละชิ้นตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

เมื่อทดสอบวัสดุภายใต้สภาวะอื่นนอกเหนือจากสภาวะที่ผลิตขึ้น พื้นผิวสำเร็จของชิ้นงานทดสอบควรเป็นไปตามที่ระบุไว้ในข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง สำหรับวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงและความเหนียวต่ำมาก ควรให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับความสม่ำเสมอและคุณภาพของพื้นผิวสำเร็จของชิ้นงาน เนื่องจากสิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อความแปรปรวนของผลการทดสอบ

การทดสอบแรงดึงของวัสดุโลหะเป็นการทดสอบทางกลพื้นฐานที่ใช้เพื่อประเมินการตอบสนองของวัสดุต่อแรงดึงแกนเดียว ในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมศาสตร์ การทดสอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจคุณสมบัติเชิงกลและพฤติกรรมของโลหะภายใต้แรงเค้น

เพื่อกำหนดคุณสมบัติเชิงกลพื้นฐานของวัสดุโลหะ จำเป็นต้องมีสิ่งต่อไปนี้:

• ความแข็งแรงของผลผลิต
• ความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด
• การยืดออก
• โมดูลัสความยืดหยุ่น
• การลดพื้นที่
• ตัวบ่งชี้ความเหนียวและความเหนียว

เมื่อทำการทดสอบวิธีนี้ ชิ้นงานจะถูกวางบนด้ามจับของเครื่องทดสอบอเนกประสงค์ เครื่องวัดการยืดตัวจะถูกติดตั้งไว้กับพื้นที่ความยาวเกจ แรงดึงตามแนวแกนคงที่ (ควบคุมด้วยความเครียดหรือควบคุมด้วยแรง) จะถูกนำไปใช้ บันทึกแรงและการยืดตัวอย่างต่อเนื่อง แรงดึงจะถูกดำเนินการอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งเกิดการแตกหัก

จุดสำคัญบนเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดโดยทั่วไป ได้แก่:

• ขีดจำกัดตามสัดส่วน: จุดสิ้นสุดของพฤติกรรมยืดหยุ่นเชิงเส้น
• จุดที่ผลผลิต: วัสดุเริ่มที่จะเสียรูปทางพลาสติก
• ความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด: แรงดึงสูงสุดก่อนที่จะเกิดการยอมแพ้
• จุดแตกหัก: จุดที่ตัวอย่างแตกหัก

วิธีทดสอบที่นำเสนอในมาตรฐานนี้วัดคุณสมบัติเชิงกลที่สำคัญหลายประการของวัสดุโลหะ:

• ความแข็งแรงคราก: ความเค้นที่วัสดุเริ่มเสียรูปเชิงพลาสติก โดยทั่วไปจะวัดโดยใช้วิธีออฟเซ็ต 0,2 เปอร์เซ็นต์
• ความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด: แรงดึงสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะเริ่มเกิดการโก่งงอ
• การยืดออก (การยืดออกทั้งหมด ณ รอยแตก): การเพิ่มขึ้นของความเครียดหรือความยาวเป็นเปอร์เซ็นต์ของความยาวเกจเดิม ซึ่งบ่งชี้ถึงความเหนียว
• โมดูลัสของความยืดหยุ่น (E): ความลาดชันของส่วนเชิงเส้น (ยืดหยุ่น) ของเส้นโค้งความเค้น-ความเครียด ซึ่งแสดงถึงความแข็ง
• การลดพื้นที่: การลดลงของพื้นที่หน้าตัดเป็นเปอร์เซ็นต์ที่จุดแตกหักยังเป็นการวัดความเหนียวอีกด้วย
• ขีดจำกัดตามสัดส่วน: จุดที่ความสมบูรณ์และความเครียดเป็นสัดส่วนเชิงเส้น
• จุดแตกหัก: จุดที่วัสดุแตกหักในที่สุดภายใต้แรงดึง

องค์กรของเราให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนานด้วยกิจกรรมการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย เรามีทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิดและพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน "ASTM E8/E8M Standard Test Method for Tension Testing of Metallic Materials"