如何按照 ASTM E8/E8M 执行金属材料抗拉强度测试
本指南旨在向您介绍 ASTM E8/E8M 拉伸测试的基本要素,并概述所需的材料测试设备、软件和拉伸试样。但是,计划进行 ASTM E8/E8M 测试的任何人员都不应认为参阅本指南后便不必再阅读完整标准。
该标准测量什么?
ASTM E8/E8M 可以在 10℃ – 38℃(50℉ – 100℉)环境温度条件下测量任何形式的金属材料的拉伸性能。ASTM E8/E8M 可以测量多种不同的拉伸性能,以下几种最为常见:
- 屈服强度 - 材料永久变形时的应力
- 屈服点伸长率 - 材料从弹性变为塑性的过程
- 抗拉强度 - 材料能够承受的最大力或应力
- 断面收缩率 - 材料延展性的度量标准
材料测试系统
ASTM E8/E8M 是针对各种金属材料进行,因此系统力要求会有很大的差异。Instron® 6800 系列提供的测试机架适合测试金属片材 (10kN) 和钢板 (600kN) 等材料。6800 系列负载机架由预紧轴承、精密滚珠丝杠、厚十字头、基础梁和低弹传动带组成。这些特性通过产生更精确的结果和最小化测试过程中存储的能量来提高性能,这一点在测试高强度材料(例如航天复合材料、金属合金和晶体聚合物)时尤为明显。
拉伸试样
ASTM E8/E8M 可以测试多种不同的试样类型,并为每种类型定义合适的几何形状和尺寸。该标准可以测试多种材料,包括棒材、管材、片材、装有销钉的试样、圆形试样和粉末状冶金产品。不过,最常用的试样为宽 12.5 mm(0.5 英寸)、标距长度为 50 mm(2 英寸)的狗骨式矩形。
测试方法
与最常见的金属材料测试标准一样,此方法描述了三种类型的测试控制:应力率控制、应变率控制和十字头位移控制。在 ASTM E8/E8M 中,这些类型的控制称为方法 A、方法 B 和方法 C。以下视频详细介绍了这些测控方式之间的差异。
夹具
适用于 E8/E8M 测试的夹持技术有很多种(楔形夹具、侧动夹具、气动夹具等),可以根据对试样施加的夹持力分为比例型夹具或非比例型夹具。
使用比例型夹具时,对试样施加的力与施加的拉伸载荷成正比。测试过程中,随着拉伸载荷的增加,对试样施加的夹持力也会增加。楔形夹具是常用的比例型夹具,分为手动、气动和液压等类型,适用于广泛的测试用途。楔形夹具的形状使其能够施加比例压力:当拉伸力作用于试样时,试样被更紧地拉向楔形最窄的区域,从而增加夹持压力。
使用非比例型夹具时,对试样施加的夹持力保持恒定,并且与施加的拉伸载荷无关。这是侧动夹具和额定疲劳液压楔形夹具的典型特征,使用这种楔形夹具时,夹持力由与试样的拉伸载荷无直接关系的动力源产生。此动力源通常为高压(210 bar/3000 psi 或更高)液压供给装置。非比例型夹具的其中一个优势在于,夹持力通常可调,因此具有更多潜在的应用优势。