تعد ASTM E8 / E8M واحدة من أكثر طريقة الاختبار شيوعًا لتحديد خصائص الشد للمواد المعدنية ، مع وجود الآخر ASTM A370. تم إصداره لأول مرة في عام 1924 ، تم تسميته في الأصل ASTM E8-24T وهو أقدم معيار يستخدم بنشاط لاختبار المعادن. كما هو الحال مع معظم المعايير ، خضعت ASTM E8 غالبًا إلى تغييرات طفيفة متكررة. في الآونة الأخيرة ، ومع ذلك ، كان أحد هذه التغييرات كبيرة. قبل عام 2011 ، تم تقسيم ASTM E8 / E8M إلى معايير منفصلة: E8 لمستخدمي الوحدة الإمبراطورية و E8M للمستخدمين المتري. تم الآن دمج المعيارين من أجل البساطة في ASTM E8 / E8M.
تم تصميم هذا الدليل لتعريفك بالعناصر الأساسية لاختبار الشد ASTM E8 / E8M وسيوفر نظرة عامة على معدات اختبار المواد والبرامج وعينات الشد المطلوبة. ومع ذلك ، فإن أي شخص يخطط لإجراء اختبار ASTM E8 / E8M يجب ألا يعتبر هذا الدليل بديلاً مناسبًا لقراءة المعيار الكامل.

ماذا يقيس؟
يقيس ASTM E8 / E8M خصائص الشد للمواد المعدنية بأي شكل من الأشكال في درجة حرارة المحيطة بين 10 - 38 درجة مئوية (50 - 100 درجة فهرنهايت). على الرغم من أن ASTM E8 / E8M يقيس العديد من خصائص الشد المختلفة ، فإن ما يلي هو الأكثر شيوعًا:
قوة العائد - الإجهاد الذي تصبح فيه المادة مشوهة بشكل دائم
استطالة نقطة العائد - المرحلة التي تنتقل خلالها المادة من السلوك المرن إلى السلوك البلاستيكي
قوة الشد - الحد الأقصى للقوة أو الإجهاد الذي تكون المادة قادرة على الحفاظ عليه
الحد من المساحة - قياس ليونة المادة
نظام اختبار المواد
نظرًا لأنه يتم إجراء اختبار ASTM E8 / E8M على مجموعة واسعة من المعادن ، يمكن أن تختلف متطلبات قوة النظام اختلافًا كبيرًا. إطارات الاختبار المناسبة للاختبار المعدني (10kn) وصولاً إلى صفيحة فولاذية (600kn). يشتمل إطار تحميل سلسلة 6800 على محامل محملة مسبقًا ، ومسامير كروية دقيقة ، و Crosshead سميكة وحزمة أساسية ، وأحزمة محرك أقراص منخفضة. تساهم هذه الميزات في أداء أفضل من خلال إنتاج نتائج أكثر دقة وتقليل الطاقة المخزنة أثناء الاختبار ، وهو أمر واضح بشكل خاص عند اختبار مواد عالية القوة مثل مركبات الطيران والسبائك المعدنية والبوليمرات البلورية.
عينات الشد
يسمح ASTM E8 / E8 بالعديد من أنواع العينات المختلفة ويحدد الأشكال الهندسية والأبعاد المناسبة لكل منها. تعد القضبان والأنابيب والأوراق والعينات المحملة بالثوب والعينات المستديرة ومنتجات المعادن المسحوقة بعض الخيارات العديدة للاختبار على هذا المعيار. ومع ذلك ، فإن العينة الأكثر شيوعًا هي مستطيل على شكل لعبة Dogbone بعرض 12.5 مم (0.5 بوصة) وطول قياس 50 مم (2 بوصة).
طرق الاختبار
كما هو الحال مع معايير اختبار المعادن الأكثر شيوعًا ، هناك ثلاثة أنواع من عناصر التحكم في الاختبار الموصوفة: التحكم في معدل الإجهاد ، والتحكم في معدل الإجهاد ، والتحكم في الإزاحة المتقاطعة. بالنسبة إلى ASTM E8 / E8M ، يشار إلى هذه الأنواع من عناصر التحكم على أنها الطرق A و B و C. يناقش الفيديو أدناه الاختلافات بين طرق التحكم في الاختبار بمزيد من التفصيل.
قبضة
في حين أن هناك العديد من تقنيات الإمساك المختلفة المناسبة لاختبار E8 / E8M (الإسفين ، المفعول الجانبي ، الهيدروليكي ، الهوائي ، وما إلى ذلك) ، يمكن تصنيفها جميعًا على أنها إما متناسبة أو غير متشابهة وفقًا للطريقة التي تمارس بها قوة التثبيت على العينة.
مع قبضة متناسبة ، فإن القوة التي تمارس على العينة تتناسب مع حمل الشد الذي يتم تطبيقه. مع زيادة الحمل الشد أثناء الاختبار ، فإن قوة الاستياء على العينة. تعتبر Wedge Grips خيارًا شائعًا للاستيلاء النسبي وتأتي في أصناف يدوي ، هوائية ، هيدروليكية لتناسب مجموعة واسعة من تطبيقات الاختبار. إن شكل قبضة إسفين هو ما يسمح له بممارسة الضغط النسبي: حيث يتم تطبيق قوة الشد على العينة ، يتم سحب العينة بإحكام أكثر إلى أضيق منطقة إسفين ، مما يزيد من ضغط الإمساك.
مع قبضة غير قابلة للانتشار ، تظل قوة التثبيت على العينة متسقة ومستقلة عن الحمل الشد الذي يتم تطبيقه. هذا نموذجي من قبضة الجانبية المفعمة بالملفات الجانبية والسيد الهيدروليكي المصنوع من التعب حيث يتم إنشاء قوة التثبيت بواسطة مصدر طاقة لا يرتبط مباشرة بتحميل التوتر للعينة. هذا المصدر عادة ما يكون ارتفاع الضغط (210 بار/3000 رطل أو أعلى) الإمداد الهيدروليكي. تتمثل إحدى فائدة السيطرة غير المعروضة على أن قوة التثبيت قابلة للتعديل عادةً ، والتي توفر المزيد من مزايا التطبيق المحتملة.

حماية العينة
عندما يتم إدراج عينة في السيطرة أثناء إعداد الاختبار ، يتم عادةً إنتاج قوى الضغط غير المرغوب فيها. وذلك لأن كمية صغيرة من المواد يتم تهجيرها بالضغط والبثق مرة أخرى في جسم العينة ، مما يدفع بشكل فعال ضد خلية الحمل. يمكن أن تسبب هذه القوى غير المرغوب فيها تشوهًا في العينة والأخطاء في بيانات الاختبار. نظرًا لأنهم لا يطبقون القوى الثقيلة أثناء إعداد الاختبار ، يمكن أن تبقي المقابض النسبية هذه القوى غير المرغوب فيها على مستوى أقل من المقابض غير المعروفة.
المقاييس الممتدة لقياس قوة الشد
تتطلب معظم معايير اختبار المعادن جهازًا عالي الدقة لتحديد الخواص في قيم الإجهاد المنخفضة ، مثل المعامل أو العائد ، وجهاز منخفض القلق قليلاً لقيم الإجهاد العالية ، مثل الاستطالة الموحدة أو الاستطالة الكلية. يتطلب ASTM E8 / E8M من الفئة B2 أو جهاز أفضل (لكل ASTM E83) لتحديد قيم العائد والاستطالة التي تقل عن سلالة أقل من 5 ٪. بالنسبة للنتائج التي تزيد عن سلالة 5 ٪ ، يلزم وجود فئة C أو جهاز أفضل.
هناك ثلاثة أنواع مختلفة من مقاييس الموسع التي يتم استخدامها عادةً لاختبار ASTM E8: أجهزة مقطع ، وأجهزة غير متتالية ، ومقاييس الاتصال التلقائية. مقاييس المقطع على المقطع مثل سلسلة 2630 هي النوع الأكثر شيوعًا المستخدمة. يمكن أن توفر هذه الأجهزة بيانات إجهاد دقيقة ومستقرة بشكل لا يصدق وعادة ما تكون أرخص للشراء من الأنواع الأخرى. يجب أن تكون قوية بما فيه الكفاية للبقاء على قيد الحياة مختبرات اختبار عالية الإنتاجية واستيعاب أي صدمة من كسر العينات المعدنية عالية السعة.
توفر أجهزة الاتصال التلقائية مثل AUTOX750 فائدة قوى التثبيت القابلة للتكرار والموضع ، والتي يمكن أن تزيل الفروق بين مختلف المشغلين الذين يضعون مقاييس مقطع يدويًا. يمكن أن تتكيف أجهزة الاتصال التلقائي أيضًا مع أطوال المقياس المتعددة ، والتي يمكن أن تكون فعالة من حيث التكلفة للمستخدمين الذين يحتاجون إلى اختبار مجموعة متنوعة من أنواع العينات.
توفر الأجهزة غير المتواصلة مثل مقياس تمديد الفيديو التلقائي AVE 2 الاستفادة من إزالة أي تأثير من مقياس التمديد لمسة العينة. على سبيل المثال ، إذا كانت عينة الاختبار رقيقة جدًا ، فإن وزن جهاز مقطع يمكن أن يغير النتائج بشكل كبير. يمكن لحواف السكين المستخدمة لتثبيط الجهاز أيضًا إتلافها وتسبب الفشل المبكرة. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن AVE لا يتصل بالمادة ، فلا يوجد احتمال أن يتلف مقياس التوافق أو ارتداءه عند اختبار المواد عالية السعة.
الحسابات والنتائج
جميع الحسابات المطلوبة في اختبار ASTM E8 / E8M تم تكوينه مسبقًا بالفعل إلى Bluehill Universal. بالنسبة لأولئك الذين يفضلون البدء من نقطة الصفر وبناء طريقتهم الخاصة ، يمكن أيضًا تكوين حسابات الإدخال يدويًا بسهولة لاختبار ASTM E8. توفر حزمة Metals Methods أيضًا طرقًا تم إنشاؤها مسبقًا لجميع المعايير التالية: ASTM E8 / E8M ، ASTM A370 ، ASTM 615 ، ASTM E646 ، ASTM E517 ، ISO 6892-1 ، EN10002 ، ISO 10113 و ISO 10275.
إنتاجية
تحتاج معظم المختبرات إلى ASTM E8 / E8M إلى اختبار حجم كبير من العينات بشكل منتظم. لهذا السبب ، فإن أي شيء يمكن القيام به لزيادة الإنتاجية مفيد. لحسن الحظ ، هناك العديد من الخيارات لزيادة الإنتاجية لاختبار ASTM E8 / E8M. يمكن أن تقلل تعديلات البرمجيات الصغيرة من المهام المتكررة ، ويمكن لبعض المقابض ومقاييس المواسير تقليل وقت الإعداد وزيادة التكرار ، مما سيقلل من الحاجة إلى إعادة اختبار. أخيرًا ، هناك خيار لأتمتة عملية الاختبار بأكملها ، حيث يمكن إجراء الاختبار لعدة ساعات دون الحاجة إلى أي تفاعل للمشغل.