تصل رسالة RFQ إلى بريدك الإلكتروني:
المعيار: ASTM A370
المادة: الفولاذ
السعة المطلوبة: 5 كيلو نيوتن
للوهلة الأولى، يبدو ذلك محددا بما يكفي لاختيار جهاز اختبار ASTM A370.
ليس كذلك.
ما زلنا لا نعرف ما إذا كان العميل يختبر سلكا أو ورقة أو كوبون مصنع من لوحة أو أنبوب أو مثبت أو قضيب تعزيز. لا نعرف المقطع العرضي الفعلي للعينة أو قوة الشد المتوقعة. لم نحدد حتى ما إذا كان اختبار ASTM A370 المطلوب هو شد، انحناء، صلابة أم صدمة.
قد تكون آلة بقوة 5 كيلو نيوتن معقولة تماما لعينة واحدة وغير مناسبة تماما لأخرى.
لذا يجب اختيار آلة اختبار الشد الفولاذية من الاختبار الفعلي—وليس من كلمات ASTM A370 أو الفولاذ فقط.
التسلسل المفيد هو:
منتج الفولاذ → مواصفات المنتج → الاختبار المطلوب → العينة الفعلية → نظام التحميل المتوقع → الاختبار
قبل اختيار الآلة، أعد بناء الاختبار.
الإجابة السريعة: ما هي سعة الجهاز التي أحتاجها ل ASTM A370؟
لا يعرف ASTM A370 سعة واحدة لآلة الاختبار الشاملة.
لاختبار الشد، التقدير الأولي المفيد هو:
F ≈ σ × A
حيث:
F = قوة
الشد المتوقعةσ = شدة
الشد المتوقعة A = مساحة المقطع العرضي الأصلية للعينة الفعلية
بالنسبة للفولاذ ذو قوة شد متوقعة تبلغ 500 ميجا باسكال:
لم يتغير تصنيف ASTM. لم يتغير قوة الفولاذ المفترضة.
تغير مقطع العينة فقط—والقوة المقدرة تغيرت بمقدار 24 مرة.
هذا الحساب هو مجرد البداية. يجب أن يتطابق النظام النهائي أيضا مع مدى قوة العمل، والمقابض، وقياس الإجهاد، ومساحة الاختبار، وتباين العينة.
لا تختار جهاز اختبار ASTM A370 من الرقم القياسي فقط.
ASTM A370 ليس مواصفة ماكينة
يغطي ASTM A370 الاختبارات الميكانيكية للفولاذ، الفولاذ المقاوم للصدأ ومنتجات السبائك ذات الصلة. يغطي ASTM A370-26 الحالي اختبارات الشد والانحناء والصلابة والصدمات، ويشمل أحكام خاصة بالمنتج لأشكال مختلفة من منتجات الصلب.
وهذا يجعل عبارة "آلة اختبار ASTM A370" أوسع مما تبدو عليه في البداية.
قد يتطلب اختبار الشد جهاز اختبار شامل.
يتطلب اختبار الانحناء ترتيب التحميل والدعم المناسب.
يتطلب اختبار الصلابة نظام اختبار الصلابة المعمول به.
يستخدم اختبار الصدمات بنية آلة مختلفة.
لذا قبل مناقشة سعة الآلة، حدد شيئا واحدا:
أي خاصية ميكانيكية تتطلب مواصفات المنتج التحقق منها؟
مواصفات المنتج تأتي أولا
يوفر ASTM A370 إجراءات اختبار ميكانيكية عامة، لكنه لا يحل محل المواصفات التي تحكم منتج الفولاذ.
تشير ASTM إلى أنه عندما تحتوي مواصفة المنتج على متطلبات تختلف عن الإجراءات العامة في A370، فإن متطلبات مواصفات المنتج لها الأولوية.
لنأخذ في الاعتبار سؤالين من RFQ:
العميل أ: سلك فولاذي، ASTM A370
العميل ب: قضيب التعزيز، ASTM A370
التسمية القياسية هي نفسها.
مشكلة الاختبار الفيزيائي ليست كذلك.
هندسة العينة تتغير. الحمل المتوقع يتغير. تغييرات مشوقة. مساحة الاختبار المتاحة قد تتغير. يمكن أيضا أن تتغير الأحكام الخاصة بالمنتجات ذات الصلة.
لهذا السبب يحتاج جهاز الفائدة المفيد إلى أكثر من:
المعيار: ASTM A370
يحتاج إلى إخبارنا بالمنتج الذي يتم اختباره وكيف تبدو العينة الفعلية.
نموذج المنتج يغير الاختبار
يعكس ASTM A370 هذا التمييز من خلال ملحقات خاصة بالمنتج تغطي فئات مثل منتجات القضبان، المنتجات الأنبوبية، مثبتات الفولاذ، منتجات الأسلاك المستديرة، الخيوط متعددة الأسلاك وقضبان التعزيز.
من منظور المعدات، هذه الفروق مهمة فورا.
ينبغي توقع أن تتولى الآلة المختارة لعينة سلك صغيرة تلقائيا تطبيق قضيب تعزيز لببساطة لأن كلاهما يشير إلى ASTM A370.
هل يمكن لآلة اختبار بقوة 5 كيلو نيوتن اختبار الفولاذ؟
أحيانا.
لكن "هل يمكن ل5 كيلو نيوتن اختبار الفولاذ؟" هو سؤال هندسي خاطئ.
سؤال أفضل هو:
عند قوة الشد المتوقعة، ما هو المقطع العرضي للعينة الذي يمكن أن يستوعب هذا النطاق القوة؟
افترض أن إطار 5 كيلو نيوتن محدد بالفعل.
للتوضيح، سنستخدم 4 كيلو نيوتن كقوة هدف في الحساب التالي. هذا ليس متطلبا لاستخدام الآلة وفقا لمعيار ASTM A370؛ إنه مجرد مثال يجعل العلاقة بين القوة ومساحة العينة والقوة سهلة الرؤية.
إعادة الترتيب:
F ≈ σ × A
إلى:
≈ أنثى / σ
عند 400 ميغاباسكال
A ≈ 4,000 / 400 = 10.0 مم²
عند 800 ميغاباسكال
A ≈ 4,000 / 800 = 5.0 مم²
عند 1200 ميغاباسكال
≈ 4,000 / 1,200 ≈ 3.3 مم²
نفس القوة.
مناطق عينات مسموح بها مختلفة جدا.
كلما كان الفولاذ أقوى، كان قسم العينة أصغر الذي يمكنه إنتاج نفس قوة الشد.
لذا نعم—يمكن استخدام آلة اختبار شاملة بقوة 5 كيلو نيوتن لبعض عينات الفولاذ.
هذا لا يجعل 5 كيلو نيوتن سعة عامة لآلة ASTM A370.
مثال تم التعامل معه: أنبوب فولاذي يمكن أن يغير الإجابة بسرعة
الأنبوب مثال جيد على سبب عدم اعتبار أبعاد المنتج وأبعاد العينة قابلة للتبادل.
افترض أن RFQ يعطي:
القطر الخارجي: 25 مم
سمك الجدار: 1.5 مم
قوة الشد المتوقعة: 600 ميغاباسكال
إذا كان ترتيب الاختبار المناسب يحمل المقطع العرضي الكامل للأنبوب، فإن القطر الداخلي هو:
25 − (2 × 1.5) = 22 مم
بالنسبة لمقطع دائري مجوف:
A = π/4 × (D² − d²)
لذا:
A = π/4 × (25² − 22²)
≈ 110.7 مم²
الآن قدر قوة الشد:
F ≈ 600 × 110.7
≈ F 66,400 شمالا
أو تقريبا:
66.4 كيلو نيوتن
جهاز بقوة 5 كيلو نيوتن صغير جدا بوضوح.
كما أن الإطار بقوة 50 كيلو نيوتن أقل من القوة المقدرة.
لكن هذا لا يعني تلقائيا أن العميل يجب أن يشتري جهازا بقوة 100 كيلو نيوتن.
أولا اسأل عما إذا كانت متطلبات المنتج المعمول بها تتطلب تحميل قسم الأنبوب بالكامل أو أخذ عينة معدة من الأنبوب.
إذا تم تصنيع عينة مختزلة، فإن مقطعها العرضي الفعلي—وليس المقطع العرضي الأصلي للأنابيب—ينتمي إلى حساب القوة.
حجم المنتج وحجم العينة التجريبية ليسا دائما متساويين.
هذا التمييز يمكن أن يغير سعة UTM المطلوبة بشكل كبير.
لا تحسب سعة UTM من المنتج الخام إلا إذا كنت تختبر المنتج الخام
خذ صفيحة فولاذية للقياس:
بسماكة 20 مم × عرض 100 مم
المقطع العرضي الكامل للجدي هو:
2,000 مم²
عند قوة شد مفترضة تبلغ 500 ميجا باسكال:
500 × 2,000 = 1,000,000 شمال
أو:
1,000 كيلو نيوتن
يبدو أن هذا يتطلب جهازا اختبارا ضخما.
لكن افترض أن اختبار الشد الفعلي يستخدم كوبون مسطح محضر مع قسم مقياس من:
12.5 مم × 3.0 مم
الآن:
A = 37.5 مم²
و:
500 × 37.5 = 18,750 شمالا
أو:
18.75 كيلو نيوتن
نفس الطبق.
نفس القوة المادية المفترضة.
متطلبات مختلفة تماما للجهاز.
الرقم ذي الصلة هو مساحة المقطع العرضي لمقطع الاختبار الفعلي.
المثبتات تطرح مشكلة مختلفة
الآن فكر في ما يلي:
المنتج: مسمار
فولاذي M12المعيار: ASTM A370
من المغري رؤية M12 وحساب قوة الشد فورا من مقطع دائري بحجم 12 مم.
قد يكون هذا الحساب خاطئا.
أولا حدد ما إذا كان الاختبار يستخدم:
المثبت الكامل
أو
عينة شد معدلة مأخوذة من المنتج.
لاختبار المنتج الكامل، قد يتطلب إدخال التحميل مكونات ملولبة أو محولات مخصصة. قد لا تكون مقابض الشد المسطحة التقليدية ذات صلة حتى لو كانت قدرتها على القوة كافية.
وهذا يخلق فرقا مهما:
السعة الصحيحة للقوة لا تضمن إعداد اختبار صحيح.
قد تفشل عينتان عند 20 كيلو نيوتن مع الحاجة إلى أنظمة قبضة مختلفة تماما.
اختبار الصفائح: من أين جاءت العينة؟
مع الصفائح والصفائح الفولاذية، يكون للعينة تاريخ قبل دخولها آلة الاختبار.
قد يكون موقع واتجاه العينة مهما.
على سبيل المثال:
عينة طولية
ضد
عينة عرضية
قد تحدد مواصفات المنتج الحاكمة مكان أخذ العينة وكيفية توجيهها.
لذا، يربط: سجل اختبار مفيد ما يلي:
منتج → موقع أخذ العينة → الاتجاه → هندسة العينة → النتيجة
وهذا مهم بشكل خاص عند مقارنة دفعات الإنتاج أو الموردين أو نتائج التأهيل.
الرقم على قناة القوة هو جزء واحد فقط من الاختبار.
سعة الآلة ليست هي نفسها نطاق القياس
افترض أن حمل فشل العينة المقدر لديك:
47 كيلو نيوتن
هل يعني ذلك تلقائيا أن آلة اختبار الشد الفولاذية بقوة 50 كيلو نيوتن هي الخيار الصحيح؟
ليس بالضرورة.
المواد الحقيقية تختلف. أبعاد العينة لها تسامحات. قد تعتمد قوة الشد المتوقعة على قيمة اسمية بدلا من أعلى نتيجة ستحدث على الإطلاق.
في الطرف الآخر من المقياس، قد يختبر إطار كبير جدا عينة منخفضة القوة فعليا، لكنه لا يزال يتطلب تكوين قياس قوة مناسب للنطاق الذي تجمع فيه البيانات المفيدة.
احتفظ بثلاثة مفاهيم منفصلة:
سعة الإطار ≠ نطاق قياس القوة ≠ نطاق العمل الطبيعي
الهدف ليس فقط اختيار إطار ينجو من القوة القصوى.
الهدف هو تكوين نظام اختبار يقيس الجزء المطلوب من الاختبار بشكل صحيح.
الإمساك يمكن أن يجعل حساب القوة الصحيح عديم الفائدة
تخيل قسيمة فولاذية متوقعة أن تفشل عند 22 كيلو نيوتن.
تختار آلة ذات قدرة قوة كافية.
أثناء الاختبار، تنزلق العينة.
أو يتشقق باستمرار عند حافة القبضة.
أو أن السلك الرقيق يتضرر من الفكوك قبل أن يطور قسم القياس الإجهاد المطلوب.
كان حساب السعة صحيحا.
إعداد الاختبار لم يكن كذلك.
لتطبيق الشد ASTM A370، يجب أن يأخذ اختيار المقبض في الاعتبار:
- هندسة العينة؛
- العرض أو القطر؛
- السماكة؛
- حالة السطح؛
- القوة المتوقعة؛
- طول الإمساك المتاح؛
- خطر الانزلاق؛
- خطر تلف الفك الموضعي.
يصبح هذا مهما بشكل خاص عند التنقل بين كوبونات اللوحة، الأسلاك، الأنابيب، المثبتات ومنتجات التعزيز.
ASTM A370 لا يعني وجود جهاز واحد
A370 يغطي أكثر من اختبار التوتر.
مختبر يطلب:
"قدرة ASTM A370"
لذا قد يصف عدة قطع من المعدات بدلا من آلة واحدة عالمية.
لهذا السبب، يجب تحديد معدات اختبار ASTM A370 بناء على الخصائص الميكانيكية الفعلية التي يتم تقييمها.
ASTM A370 مقابل ASTM E8/E8M
ASTM E8/E8M هو طريقة اختبار عامة لاختبار الشد للمواد المعدنية.
يتناول ASTM A370 الاختبار الميكانيكي لمنتجات الصلب بشكل أوسع، بما في ذلك اختبار الشد بالإضافة إلى اختبار الانحناء والصلابة والصدمات والأحكام الخاصة بالمنتج. تشير A370 أيضا إلى E8/E8M ضمن إطارها.
بالنسبة لاختيار المعدات، يكون التمييز عمليا:
لا تسأل:
"هل أحتاج إلى جهاز ASTM A370 أم جهاز ASTM E8؟"
لا يتم اختيار آلة اختبار شاملة بهذه الطريقة.
بدلا من ذلك، وضع:
المواصفات المنظمة للمنتج
↓
الاختبار المطلوب
↓
العينة الفعلية
↓
متطلبات القوة والقياس
↓
تكوين الآلة
إذا كنت بحاجة إلى الإجراء العام لاختبار الشد بالمواد المعدنية، فإن دليل اختبار الشد ASTM E8 يغطي هذا الموضوع بشكل منفصل. الغرض هنا مختلف: تحويل متطلب اختبار الفولاذ ASTM A370 إلى مواصفات معدات.
اختيار آلة اختبار شد الفولاذ ASTM A370
بمجرد تأكيد اختبار الشد كاختبار مطلوب، يصبح اختيار UTM أكثر وضوحا.
ابدأ بأربع معلومات.
1. قوة الشد المتوقعة
استخدم المواصفات المطبقة أو بيانات المواد الموثوقة أو النتائج التاريخية لتحديد نطاق متوقع واقعي.
2. المقطع العرضي الفعلي للاختبار
استخدم القسم الذي سيحمل حمل الحمل الشدي فعليا.
لا تستخدم تلقائيا أبعاد اللوحة أو الأنبوب أو القضيب الأصلي إذا كان الاختبار يستخدم عينة مصنعة.
3. نطاق قوة العمل
تقدير القوة القصوى المتوقعة، ثم اعتبر تباين العينة ونطاق القوة الذي يجب إجراء قياسات مهمة عليه.
4. العينة والهندسة الماسكة
أكد أن المقابض المقترحة يمكنها حمل العينة وأن الآلة لديها مساحة اختبار كافية وحركة كافية.
فقط حينها يصبح رقم الطراز مفيدا.
حيث تتناسب RS-8010A وRS-8000 وRS-8000A
بالنسبة لأنظمة الاختبار الشاملة ITM-LAB، تبدو خريطة السعة الأولية كالتالي:
هذه ليست مهام ASTM A370.
هي فئات سعة آلية.
يجب اختيار آلة اختبار الشد الفولاذية بعد معرفة قوة العينة، ونطاق القياس، وترتيب القبضة، ومساحة الاختبار المتاحة.
على سبيل المثال:
ASTM A370 + فولاذ + 5 كيلو نيوتن
ليست كافية لاختيار RS-8010A.
لكن:
ASTM A370 + فولاذ 800 ميغاباسكال + قسم عينة 4 مم² + مقابض مناسبة + متطلبات قياس مؤكدة
يعطينا شيئا مفيدا للتقييم.
الفرق هو بيانات العينة.
مثال اختيار تم العمل: قسيمة من صفائح فولاذية
افترض أن العميل يوفر:
المنتج: صفيحة
فولاذية اختبار الشد
:عينة شد: كوبون
مسطح مصنععرض مقياس المقطع: 12.5 مم
السمك: 3.0 مم
قوة الشد المتوقعة: 600 ميجاباكالير
المساحة المقطعية:
A = 12.5 × 3.0 = 37.5 مم²
القوة الشدية المقدرة:
F ≈ 600 × 37.5
F ≈ 22,500 N
أو:
22.5 كيلو نيوتن
الآن أصبح نقاش المعدات ذا معنى.
يمكن القضاء على آلة بقوة 5 كيلو نيوتن فورا.
يمكن بعد ذلك تقييم تكوين RS-8000 المناسب بناء على:
- مدى قياس القوة الفعلي؛
- تباين العينة؛
- أبعاد المقبض؛
- قياس الاستطالة أو الانفعال؛
- السفر التجريبي الإلزامي؛
- متطلبات التقارير.
لاحظ ما الذي اختار الجهاز.
ليس:
الفولاذ
وليس:
ASTM A370
لكن:
هندسة العينة الفعلية + قوة المادة المتوقعة + متطلبات الاختبار.
ماذا يجب أن ترسل عند طلب جهاز اختبار ASTM A370؟
للحصول على اقتراح معدات أسرع وأكثر دقة، قدم:
إذا كان هناك رسم عينة موجود بالفعل، أرسلها.
غالبا ما يخبر أحد الرسومات مهندس المعدات بأكثر من:
"نحتاج إلى جهاز ASTM A370."
الأسئلة الشائعة
هل يمكن لآلة بقوة 5 كيلو نيوتن إجراء اختبار شد الفولاذ ASTM A370؟
نعم، لبعض العينات ذات المقطع العرضي الصغير.
لا يمكن تحديد الملاءمة من خلال ASTM A370 أو من اسم المادة فقط. تقدير قوة الشد المتوقعة من مساحة المقطع العرضي الفعلية للعينة وقوة الشد المتوقعة، ثم تحقق من نطاق قياس العمل، والمقابض، والسقوط، والهامش التشغيلي المناسب.
كيف أحسب سعة جهاز اختبار الشد الفولاذي المطلوبة؟
لتقدير أولي:
F ≈ σ × A
على سبيل المثال، عينة فولاذية بقوة شد متوقعة تبلغ 600 ميجا باسكال ومقطع عرضي اختبار 25 مم² تعطي:
600 × 25 = 15,000 شمالا
أو تقريبا:
15 كيلو نيوتن.
هذا نقطة انطلاق لاختيار المعدات، وليس المواصفات الكاملة للآلة.
هل يجب حساب سعة الآلة من المنتج الفولاذي أم من عينة الاختبار؟
استخدم مساحة المقطع العرضي للمقطع التي ستحمل حمل الشد أثناء الاختبار.
إذا تم تصنيع الكوبون من لوحة أو أنبوب أو قضبان، فلا تحسب تلقائيا سعة UTM من قسم المنتج الخام الكامل.
هل معيار ASTM A370 مخصص فقط لاختبار الشد؟
لا. يغطي ASTM A370 اختبارات الشد والانحناء والصلابة والصدمات لمنتجات الصلب، ويشمل بنودا خاصة بالمنتج.
ما الفرق بين ASTM A370 وASTM E8/E8M؟
تركز ASTM E8/E8M على اختبار الشد للمواد المعدنية بشكل عام. يتناول ASTM A370 الاختبار الميكانيكي لمنتجات الصلب ويشمل اختبار الشد إلى جانب طرق اختبار ميكانيكية إضافية وأحكام خاصة بالمنتج.
ما هي المعلومات المطلوبة لعرض سعر جهاز اختبار ASTM A370؟
على الأقل، قدم:
مواصفات المنتج + درجة الفولاذ + اختبار مطلوب + رسم العينة + القوة المتوقعة.
لاختبار الشد، قدم أيضا متطلبات قياس المقطع العرضي أو الإجهاد أو التمدد وأي متطلبات قبضة معروفة.
هل تحتاج إلى إعداد جهاز اختبار ASTM A370؟
أرسل إلى ITM-LAB:
درجة الفولاذ + مواصفات المنتج + رسم العينة + قوة الشد المتوقعة + الاختبار المطلوب.
يمكننا استخدام هذه التفاصيل لتقييم نطاق القوة المطلوب، وترتيب الإمساك، وقياس الإجهاد، وتكوين آلة الاختبار الشاملة المناسبة.
بالنسبة لتطبيقات الشد، قد يتراوح النظام النهائي من تكوين RS-8010A منخفض القوة إلى RS-8000 أو RS-8000A بسعة أعلى حسب العينة الفعلية.
أرسل رسم العينة الخاص بك مع طلب التوصية كلما أمكن.
الخاتمة
"ASTM A370، فولاذ، 5 كيلو نيوتن" يبدو كمواصفات آلة.
ليس كذلك.
قدتتطلب عينة سلك صغيرة بضعة كيلو نيوتن فقط. قد يتطلب قسيمة اللوحة المصنعة 20 أو 30 كيلو نيوتن. يمكن لأنبوب كامل المقطع دفع التقدير فوق 50 كيلو نيوتن بسرعة مفاجئة. قد يسبب المثبت مشكلة قبضة مختلفة تماما. وإذا كانت الخاصية المطلوبة هي الصلابة أو مقاومة الصدمات، فقد لا تكون آلة الشد هي المعدات التي تحتاجها على الإطلاق.
الترتيب الموثوق هو:
مواصفات المنتج → الاختبار المطلوب → العينة الفعلية → الحمل المتوقع → قياس التركيبات → نظام الاختبار
بالنسبة للأعمال الشدية، ابدأ ب:
القوة المتوقعة ≈ قوة الشد × مساحة المقطع العرضي الفعلية للعينة
ثم تحقق من نطاق القياس العامل، والمقابض، وقياس الإجهاد، وحجم السفر، ومساحة الاختبار.
حدد المنتج الفولاذي والعينة أولا. اختر الجهاز ثانيا.
