Tiêu chuẩn ASTM E399, do Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ (ASTM) phát triển, mô tả phương pháp thử nghiệm để xác định độ bền nứt của vật liệu kim loại trong điều kiện ứng suất phẳng, đàn hồi tuyến tính chủ yếu, sử dụng các mẫu có vết nứt mỏi trước đó với độ dày từ 1,6 mm trở lên.
Trong phương pháp này, các mẫu được tác động lực dịch chuyển vết nứt tăng dần chậm hoặc, trong các trường hợp đặc biệt (có chọn lọc), tăng nhanh. Chi tiết về thiết bị thử nghiệm, cấu hình mẫu và quy trình thí nghiệm được nêu trong tiêu chuẩn này. Hai quy trình tính toán giá trị độ bền gãy bằng cách sử dụng dữ liệu thực nghiệm được trình bày như sau:
Các thử nghiệm độ bền kéo phẳng đối với vật liệu mỏng hơn 1,6 mm và đủ giòn có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các loại mẫu khác. Hiện chưa có phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn nào cho các vật liệu mỏng như vậy.
ASTM E399 là một tiêu chuẩn cơ học phá vỡ được sử dụng rộng rãi, được phát triển để xác định độ bền phá vỡ kéo phẳng đàn hồi tuyến tính của vật liệu kim loại. Thuộc tính cơ bản được đo bằng thử nghiệm này là KIc, mô tả khả năng chống lại sự phát triển vết nứt không ổn định của kim loại khi có vết nứt sắc nhọn dưới ứng suất kéo mạnh.
Độ bền chống gãy đặc biệt quan trọng vì một chi tiết có thể bị gãy ngay cả khi ứng suất danh nghĩa của nó thấp hơn giới hạn bền kéo hoặc giới hạn chảy thông thường của vật liệu, nếu có vết nứt hoặc khuyết tật đủ lớn.
Tiêu chuẩn ASTM E399 quy định các yêu cầu để đo độ bền chống gãy trong điều kiện ứng suất phẳng, chủ yếu là đàn hồi tuyến tính. Phương pháp này sử dụng một mẫu thử có vết nứt mỏi ban đầu và áp dụng lực dịch chuyển vết nứt tăng dần cho đến khi xảy ra gãy.
Tiêu chuẩn này chủ yếu được thiết kế cho các vật liệu kim loại, trong đó vùng biến dạng dẻo ở đầu vết nứt đủ nhỏ so với kích thước mẫu liên quan. Điều này cho phép mô tả đặc tính hành vi gãy vỡ bằng cơ học gãy vỡ đàn hồi tuyến tính.
Tiêu chuẩn ASTM E399 bao gồm KIc và cũng cung cấp một quy trình tùy chọn để xác định KIsi trong các điều kiện cụ thể.
Độ bền chống nứt là thước đo khả năng chống lại sự lan truyền vết nứt của vật liệu. Nó khác với độ bền kéo. Trong khi độ bền kéo mô tả mức độ ứng suất mà vật liệu có thể chịu được trước khi bị gãy do kéo, thì độ bền chống nứt tính đến tác động tổng hợp của:
Vật liệu có độ bền chống nứt cao có thể chịu được các vết nứt tương đối lớn mà không bị vỡ vụn nghiêm trọng, so với vật liệu có độ bền chống nứt thấp.
Ký hiệu KIc biểu thị độ bền kéo phẳng khi đứt gãy của vật liệu. Giá trị này đặc trưng cho khả năng chống đứt gãy của vật liệu trong môi trường trung tính khi chịu tác động của vết nứt sắc nhọn và các điều kiện gần với hành vi đàn hồi tuyến tính, kéo phẳng. Tiêu chuẩn này quy định rằng để có được ý nghĩa KIc như mong muốn, vùng biến dạng dẻo ở đầu vết nứt phải nhỏ so với kích thước vết nứt, độ dày mẫu và mô liên kết còn lại.
Khi sự tập trung ứng suất đạt đến độ bền nứt tới hạn của vật liệu dưới điều kiện ứng suất phẳng hiện hành, sự phát triển vết nứt không ổn định có thể xảy ra.
Quy trình tiêu chuẩn ASTM E399 thường tuân theo các bước cơ bản sau:
Tiêu chuẩn ASTM E399 đưa ra các yêu cầu cho nhiều cấu hình mẫu thử khác nhau. Phiên bản mới nhất bao gồm cụ thể các nội dung sau:
Cấu hình mẫu được lựa chọn phụ thuộc vào vật liệu, khối lượng vật liệu có sẵn, hình dạng hình học của linh kiện và các yêu cầu của phòng thí nghiệm.
Một trong những khía cạnh quan trọng nhất của tiêu chuẩn ASTM E399 là tạo ra vết nứt đủ sắc bén trước khi tiến hành thử nghiệm gãy cuối cùng. Một vết khía được gia công không nhất thiết tái tạo được độ sắc bén và sự tập trung ứng suất của một vết nứt tự nhiên. Do đó, mẫu thử được chịu tải trọng chu kỳ có kiểm soát để làm rộng vết khía và tạo ra vết nứt mỏi trước đó. Điều này cung cấp điều kiện đầu vết nứt thực tế hơn cho các thử nghiệm cơ học gãy.
Một số phép đo rất quan trọng trong tiêu chuẩn ASTM E399:
Tiêu chuẩn ASTM E399 rất quan trọng vì độ bền chống nứt là một đặc tính kỹ thuật thiết yếu đối với các cấu trúc có chứa hoặc có khả năng chứa các vết nứt và khuyết tật. Tiêu chuẩn này cung cấp một phương pháp được kiểm soát và có thể lặp lại để đánh giá đặc tính này. Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm:
Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và giàu kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ thử nghiệm tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM E399.
Bạn có thể yêu cầu chúng tôi điền vào mẫu của chúng tôi để có được một cuộc hẹn, để có thêm thông tin hoặc yêu cầu đánh giá.
