اختبار الشد ASTM E8: الدليل الكامل للإجراءات والعينة 2026
يحدد ASTM E8/E8M طريقة الاختبار القياسية لاختبار الشد للمواد المعدنية في درجة حرارة الغرفة. تغطي هذه المواصفة متطلبات الأجهزة، وتحضير العينة، وإجراءات الاختبار، وتحديد قوة العائلة، ومعايير التقارير لمراقبة الجودة، وشهادات المواد، وتطبيقات البحث.
يوفر هذا الدليل إجراءات تنفيذ مفصلة بناء على معيار ASTM E8-24 (النسخة الحالية) وخبرة 27 سنة في اختبار المواد.
---
ما هو ASTM E8؟
العنوان القياسي الكامل:
ASTM E8/E8M: "طرق الاختبار القياسية لاختبار الشد للمواد المعدنية"
النطاق:
يغطي تحديد قوة الخضوع، وقوة الشد، والتمديد، وتقليل المساحة للمعادن والسبائك التي تم اختبارها في التوتر عند درجة حرارة الغرفة (10-38°C / 50-100°F).
المواد المطبقة:
- المعادن الحديدية (فولاذ كربوني، فولاذ مقاوم للصدأ، فولاذ أدوات)
- معادن غير حديدية (ألمنيوم، نحاس، تيتانيوم، سبائك نيكل)
- المركبات
المعدنية - منتجات
المعادن المسحوق - المصبوب، المطاعر، والمنتجات المطاوعة
الفروقات الرئيسية: E8 مقابل E8M
- ASTM E8: وحدات
بوصة-رطل - ASTM E8M: وحدات SI المترية (إجراءات اختبار متطابقة، أنظمة وحدات مختلفة)
المعايير ذات الصلة:
- ASTM A370: اختبار ميكانيكي لمنتجات الصلب (مراجع إجراءات E8)
- ISO 6892-1: ما يعادل دوليا (بعض الفروق الإجرائية)
- ASTM E21: اختبار الشد بدرجات حرارة مرتفعة
المصدر المعياري: ASTM International (http://www.astm.org) - متاح للبيع للجمهور
---
متطلبات معدات الاختبار
مواصفات آلة الاختبار العالمية
وفقا لقسم ASTM E8 القسم 6 - الأجهزة:
قياس الحمولة:
- الدقة: ضمن ±1٪ من الحمل المشار إليه حسب ASTM E4
- سعة خلية الحمل: كافية لاختبار العينة دون تجاوز 80٪ من الحجم
الكامل - المعايرة: التحقق السنوي حسب ASTM E4 أو ISO 7500-1
التحكم في معدل الإجهاد:
- القدرة على الحفاظ على معدلات إجهاد محددة:
- ≤0.003 ثانية⁻¹ (0.18٪/دقيقة) حتى نقطة
الانسحاب - 0.05 إلى 0.5 ثانية⁻¹ (3-30٪/دقيقة) بعد العائد
- دقة سرعة الرأس المتقاطع: ±10٪ من معدل الضبط
المحاذاة:
- محور العينة محاذي مع اتجاه
القوة المطبقة - إجهاد الانحناء <10٪ من إجهاد المحور وفقا لمعيار ASTM E1012
- استخدم تركيبات التحقق من المحاذاة كل ثلاثة أشهر
نظام الإمساك
المتطلبات وفقا للقسم 6.3 من المادة 8 من المعاهدة:
مقابض الإسفين (الأكثر شيوعا):
- تصميم
ذاتي الشد - وجوه قبضة مسننة (خشونة سطحية 32-63 ميكروإنش)
- صلابة الوجه: Rc 60 على الأقل لعينات
الفولاذ - يضمن توزيع إجهاد موحدا
مقابض نهاية الخيط:
- للعينات الدائرية ذات الأطراف
الملولبة - تطبيق الحمل عبر الخيوط (وليس ضغط القبضة)
- يقلل من تركيز الإجهاد في قسم القياس
دبوس وكليفيس:
- لعينات الصفائح التي تحتوي على ثقوب
- قطر الدبوس لكل عينة تحمل
ثقب - يستخدم في اختبارات الفضاء الفضائي حسب مواصفات AMS
المشكلة الشائعة:
انزلاق العينة يشير إلى ضعف قوة الإمساك أو تآكل وجوه القبضة. استبدل المقبضات عندما تتآكل المساكن بشكل ناعم.
متطلبات مقياس التوسيع
القسم 6.4 من ASTM E8 - قياس الإجهاد:
تصنيف الفئة حسب ASTM E83:
- الفئة B-2: دقة ±1٪ لتحديد
قوة الانقطاع - الفئة B-1: دقة ±0.5٪ لمعامل المرونة (غير مطلوب في E8 لكنه موصى به)
طول المقياس:
- القياسي: 50 مم (2 بوصة) لمعظم المواد
المعدنية - بديل: 25 مم (1 بوصة) للعينات الرقيقة أو المواد
المحدودة - صفائح معدنية: 200 مم (8 بوصة) لقياس الإطالة على العينات ذات العرض الكامل
التثبيت:
- قوة التلامس: كافية لمنع الانزلاق دون إحداث انبعاج في
العينة - حواف السكين أو نقاط
التلامس المستديرة - إزالته قبل كسر العينة لمنع الضرر
طرق بديلة:
- مقياس امتداد الفيديو غير التلامسي (معتمد بموجب ملحق E8 X3)
- مقاييس الإجهاد (للتطبيقات الخاصة، يتطلب معايرة)
---
تحضير العينة
أنواع العينات القياسية
تكوينات العينات ASTM E8:
عينات دائرية (القسم 7.1)
القطر القياسي 12.5 مم (0.500 بوصة):
| البعد | الرمز | الحجم (مم) | الحجم (بوصة) |
|----------------|--------|---------------|--------------------|
| قطر المقياس | د | 12.5 ±0.1 | 0.500 ±0.004 |
| طول المقياس | ج | 50.0 ±0.1 | 2,000 ±0.004 |
| نصف قطر الفيليت | ر | 10 كحد أدنى | 0.375 كحد أدنى |
| الطول العام | ل | 200 حد أدنى | 8 على الأقل |
| قطر النهاية | - | 15-20 نموذجي | 0.625-0.75 نموذجي |
العلاقة التناسبية:
G = 4D (طول المقياس = 4 × قطر)
وهذا يحافظ على اتساق توزيع الإجهاد عبر أحجام العينات.
عينات صغيرة مستديرة:
- 6.25 مم قطر (G = 25 مم)
- 4 مم قطر (G = 16 مم)
- تستخدم عندما يكون توفر المواد محدودا
العينات المسطحة (القسم 7.2)
المستطيل القياسي:
| البعد | الرمز | الحجم (مم) | الحجم (بوصة) |
|----------------|--------|-------------------------|-------------------------|
| العرض | W | 12.5 ±0.2 | 0.500 ±0.010 |
| السماكة | ت | كما تم استلامها أو معالجتها | كما تم استلامها أو معالجتها |
| طول المقياس | ج | 50.0 ±0.1 | 2,000 ±0.005 |
| نصف قطر الفيليت | ر | الحد الأدنى 12.5 | 0.5 حد أدنى |
| الطول العام | ل | 200 حد أدنى | 8 على الأقل |
| عرض القبضة | - | 20 نموذجيا | 0.75 نموذجي |
عينات الصفائح (مقطع كامل):
- السمك
القياسي كما تم استلامه - العرض: 12.5 مم القياسي، الحد الأدنى
6 مم - يستخدم للورق الرقيق، الشريط، والمواد
المعدنية - طول المقياس: 50 مم قياسي، 25 مم للعرض <6 مم
الصفائح والأشكال الهيكلية
القضيب المستطيل:
- نسبة العرض إلى السماكة لا تتجاوز 8:1
- السمك: مدفون أو مصنعا
- طول المقياس: 50 مم (2 بوصة) لمعظم التطبيقات
متطلبات تحضير العينة
ASTM E8 القسم 7 - عينات الاختبار:
معايير التشغيل:
- التشطيب السطحي: 1.6 ميكرومتر Ra (63 ميكروبوصة) أو أفضل
- تجنب العمل البارد أو تسخين العينة أثناء التشغيل
- استخدام سائل التبريد لمنع ارتفاع
درجة الحرارة - التمريرات النهائية: قطع خفيفة باستخدام أدوات حادة
تفاوتات الأبعاد:
- القطر أو العرض: ±2٪ من البعد
الاسمي - طول المقاييس: ±1٪ من الطول
المحدد - التوازي: ضمن 0.08 مم فوق طول
المقياس - الاستقامة: لا يوجد انحناء مرئي
علامات التعريف:
- طول المقياس الخارجي (على القسم أو الأطراف الممسوكة)
- ختم أو نقش
منخفض الإجهاد - تجنب العلامات التي قد تؤدي إلى فشل مبكر
حالة السطح:
- إزالة القشرة أو الصدأ أو الطلاءات في قسم
القياس - التنظيف الخفيفة بالكاشط مقبول
- لا تغير علم المعادن السطحي
القياس والتوثيق:
- قياس القطر أو العرض عند 3 مواقع ضمن طول
المقياس - تسجيل متوسط مساحة المقطع العرضي لحساب
الإجهاد - توثيق اتجاه العينة بالنسبة لاتجاه تدحرج المادة
إجراءات الاختبار ---
التحضير للاختبار
القسم 8 من ASTM E8 - الإجراءات:
1. الظروف البيئية: - درجة حرارة الاختبار: 10-38°م (50-100°ف)
- الرطوبة النسبية: غير محددة (لاحظ إذا كانت >50٪ للمواد الحساسة للرطوبة)
- تكييف العينة: لا تقل عن ساعة واحدة عند درجة حرارة الاختبار
2. التحقق الأبعادي:
- قياس وتسجيل قطر أو عرض المقياس لأقرب 0.02 مم (0.001 بوصة)
- حساب مساحة المقطع العرضي الأولية (A₀)
- قياس والتحقق من طول المقياس (G₀)
3. تركيب مقياس التوسيع (Extensometer):
- مقياس الامتداد المركزي على طول
المقياس - تركيب آمن حسب تعليمات
الشركة المصنعة - التحقق من القراءة الصفرية قبل بدء الاختبار
4. إعداد الآلة:
- تركيب مقابض
مناسبة - ضبط سرعة الرأس المتقاطعة لكل متطلبات معدل الانفعال (انظر القسم 9.1)
- التحقق من قراءات
الحمل والموقع صفر - تمكين جمع البيانات (الحد الأدنى 10 هرتز للاختبار الثابت)
خطوات تنفيذ الاختبار
الخطوة 1: تثبيت
العينة - محاذاة محور العينة مع محور
إطار الحمل - إدخال العينة في المقبض السفلي أولا
- شد القبضة السفلية (قبضات الإسفين تشد نفسها تحت الحمل الأولي)
- رفع رأس الصليب إلى الطرف
العلوي للعينة - شد القبضة
العلوية - تطبيق حمل مسبق صغير (10-50N) على عينة المقعد
الخطوة 2: التحكم في معدل الإجهاد من خلال العائد
القسم 9.1.1 من ASTM E8 - معدل الاختبار:
الطريقة أ - التحكم في معدل الإجهاد (مفضل):
- تعيين معدل الإجهاد ≤0.003 ثانية⁻¹ (≤0.18٪/دقيقة أو ≤10٪/ساعة)
- الحفاظ على معدل إجهاد ثابت من الصفر إلى نقطة
الانحناء - يتطلب التحكم في تغذية راجعة مقياس الامتداد
التنفيذ العملي:
لعينة بطول مقياس 50 مم:
- السرعة القصوى للرأس العرضي = 0.003 × 50 مم = 0.15 مم/دقيقة
الطريقة ب - التحكم في معدل الإجهاد:
- تطبق عندما لا يتوفر
التحكم في معدل الإجهاد - معدل الإجهاد: من 1.15 إلى 6.9 ميجاباكتال/ثانية (10-60 كيلو شمال/دقيقة)
- التحويل إلى سرعة رأس عرضية تقريبية بناء على معامل المرونة
الطريقة ج - سرعة الرأس المتقاطعة (مبسط):
- تستخدم عندما لا يتوفر
التحكم في الإجهاد أو معدل الإجهاد - السرعة ≤0.015 مم/مم من طول المقياس في الدقيقة
- لطول مقياس 50 مم: ≤0.75 مم/دقيقة
المتطلبات الحرجة:
يجب أن يبقى معدل الإجهاد ثابتا حتى نقطة الانطلاق لضمان تحديد قوة العائد بدقة.
الخطوة 3: الانتقال بعد العائد
بمجرد تجاوز نقطة الانسحاب:
- زيادة معدل الإجهاد إلى 0.05 إلى 0.5 ثانية⁻¹ (3-30٪/دقيقة)
- هذا يسرع وقت اختبار منطقة
التشوه البلاستيكي - يسمح ASTM E8 باختبار أسرع بعد العائد لأن تدفق البلاستيك أقل حساسية للمعدل
الخطوة 4: إزالة جهاز التوسيع
التوقيت:
إزالة مقياس الامتداد عندما:
- تم تحديد قوة الاستسلام، و
- تجاوز إجهاد العينة نطاق مقياس الامتداد (عادة 20-50٪ تمديد)، أو
- يبدأ التنقل المرئي
الإجراء:
- اختبار الإيقاف المؤقت (إذا كان هناك حاجة للمعدات)
- إزالة جهاز الامتداد بعناية دون إزعاج العينة
- استئناف الاختبار
- الاستمرار في الكسر
الخطوة 5: اختبار الكسر
- الحفاظ على سرعة
رأس التقاطع ثابتة - تسجيل أقصى حمل (أقصى قوة شد تحدث في هذه النقطة)
- الاستمرار حتى تكسر
العينة - إيقاف اختبار تلقائيا عند انخفاض الحمل >40٪ من الحد الأقصى
الخطوة 6: قياسات ما بعد الكسر
قياس التمديد:
- تركيب قطع العينات المتكسرة معا
- محاذاة أسطح
الكسر - قياس طول القياس النهائي (Gf) باستخدام الفواصل أو الكاليبر
- وضع علامات قياس جديدة إذا كانت العلامات الأصلية تالفة
تقليل المساحة:
- قياس القطر النهائي أو العرض عند موقع الكسر (Df)
- حساب مساحة المقطع العرضي النهائية (Af)
---
حساب البيانات والتقارير
تحديد قوة الانسحاب
ASTM E8 القسم 11.2 - قوة الخضوع:
طريقة الإزاحة 0.2٪ (الأكثر شيوعا)
الإجراء:
1. رسم منحنى الإجهاد-الانفعال من بيانات
الاختبار 2. رسم خط مواز للجزء المرن عند إجهاد 0.002 (0.2٪) إزاحة
3. تقاطع خط الإزاحة مع منحنى الإجهاد-الانفعال = قوة العائد (YS)
خطوات الحساب:
أ) احسب الإجهاد الهندسي:
σ = P / A₀
حيث:
- σ = إجهاد هندسي (MPa أو psi)
- P = الحمل المطبق (N أو lbf)
- A₀ = مساحة المقطع العرضي الأصلية (mm² أو in²)
ب) احسب الإجهاد الهندسي:
ε = ΔL / G₀
حيث:
- ε = إجهاد هندسي (مم/مم أو داخل/بوصة، بدون بعد)
- ΔL = تغير طول المقياس (مم أو بوصة)
- G₀ = طول المقياس الأصلي (مم أو بوصة)
ج) تحديد المعامل
المرن: ميل الجزء الخطي (الإجهاد مقابل الإجهاد) من 0 إلى ~50٪ من إجهاد الاستسلام
د) بناء خط إزاحة 0.2٪:
- ابدأ من ε = 0.002 على محور
الانفعال - خط رسم مع ميل = معامل
مرن - اقرأ قيمة الإجهاد عند تقاطع منحنى الاختبار
مثال على حساب:
بالنسبة للعينة الفولاذية:
- القطر الأصلي: 12.5 مم
- A₀ = π × (12.5/2)² = 122.7 مم²
- الحمل عند تقاطع الإزاحة: 29,500 نيوتن
- YS = 29,500 / 122.7 = 240 ميغاباسكال
طريقة التمديد تحت الحمل (بديلة)
يستخدم عندما:
- مقياس التمدد غير متوفر
- اختبار قبول بسيط فقط
الإجراء:
محدد في إصدارات ASTM E8 الأقدم، والآن الملحق X1. قس الحمل بنسبة 0.5٪ من التمدد تحت الحمل لمواد محددة.
القيد: أقل دقة من طريقة الإزاحة بنسبة 0.2٪.
قوة الشد القصوى
المادة 11.3 من المادة 8 من المعاهدة:
الحساب:
UTS = Pmax / A₀
حيث:
- UTS = قوة الشد النهائية (MPa أو psi)
- Pmax = أقصى حمل أثناء الاختبار (N أو lbf)
- A₀ = مساحة المقطع العرضي الأصلية (mm² أو in²)
ملاحظة: يحدث التيار الهوائي المفرط عند أقصى حمل، وليس عند الكسر. بالنسبة للمواد اللينة، ينخفض الحمل بعد بدء التثبيت.
الإطالة
القسم 11.4 من المعيار القانوني E8:
الحساب:
الاستيطال (٪) = [(Gf - G₀) / G₀] × 100
حيث:
- Gf = طول المقياس النهائي بعد الكسر (مم أو بوصة)
- G₀ = طول المقياس الأصلي (مم أو بوصة)
متطلبات القياس:
- تركيب القطع المتكسرة معا بعناية
- محاذاة على محور
العينة الأصلي - إذا حدث الكسر <ربع طول المقياس من علامة المقياس، تكون نتيجة الاختبار غير صالحة (يتطلب إعادة اختبار)
القيم النموذجية:
| المادة | نطاق الاستطالة (طول مقياس 50 مم) |
|---------------------------------|--------------------------------------|
| فولاذ منخفض الكربون (ASTM A36) | 20-30٪ |
| الفولاذ المقاوم للصدأ 304 | 40-50٪ |
| ألمنيوم 6061-T6 | 12-17٪ |
| تيتانيوم Ti-6Al-4V | 10-15٪ |
| الفولاذ عالي القوة (>1000 ميغاباسكال) | 8-15٪ |
المصدر: النطاقات النموذجية من دليل المعادن ASM ومواصفات المواد
تقليص المساحة
القسم 11.5 من ASTM E8:
الحساب:
RA (٪) = [(A₀ - Af) / A₀] × 100
حيث:
- A₀ = مساحة المقطع العرضي الأصلية (مم² أو بوصة²)
- Af = مساحة المقطع العرضي النهائية عند الكسر (مم² أو بوصة²)
القياس للعينات المستديرة:
af = π × (df / 2)²
حيث Df = القطر النهائي عند موقع الكسر
القياس للعينات المسطحة:
af = wf × Tf
حيث:
- Wf = العرض النهائي عند الكسر
- Tf = السماكة النهائية عند الكسر
الدلالة:
تقليل المساحة يشير إلى ليونية المادة. القيم الأعلى = لونة أكبر.
متطلبات تقرير الاختبار ---
القسم 12 من ASTM E8 - تقرير:
معلومات إلزامية
1. تحديد المادة: - مواصفات المادة (مثل ASTM A36، 6061-T6)
- الحرارة أو رقم
الدفعة - شكل المنتج (قضيب، ورقة، صفيحة، صخرة)
- الاتجاه (طولي، عرضي، 45° إلى اتجاه الدوران)
2. تفاصيل العينة:
- نوع العينة (دائري، مسطح، ورقة)
- قطر أو عرض
المقياس - طول
العينة - مساحة المقطع العرضي الأصلية
3. شروط الاختبار:
- درجة حرارة
الاختبار - تحديد
آلة الاختبار - معدل الإجهاد أو سرعة الرأس المتقاطع المستخدمة
- طريقة تحديد قوة الانحناء (إزاحة 0.2٪، التمدد تحت الحمل)
4. نتائج الاختبار:
- قوة الاستسلام (MPa أو psi) - تحديد الطريقة
- قوة الشد (MPa أو psi)
- الاستطالة (٪)
- تقليل المساحة (٪)
5. بيانات إضافية (إذا كانت موجودة):
- معامل المرونة (إذا تم حسابه)
- نوع الكسر (مشاكل، هش)
- التحقق من موقع الكسر ضمن طول
المقياس - انحرافات عن الإجراءات القياسية
نموذج التقرير
تقرير اختبار الشد حسب ASTM E8-24
المادة: ASTM A36 الفولاذ
الهيكلي رقم الحرارة المعدني: X12345
شكل المنتج: صفيحة مدفوفة بالماء الساخن، سمك
12 مم الاتجاه: من الطول إلى اتجاه الدوران
العينة:
النوع: عينة
مستطيلة مسطحة العرض: 12.5 مم
السمك: 12.0 مم
الطول المقياسي: 50 مم
المساحة الأصلية: 150 مم²
ظروف الاختبار:
درجة الحرارة: 23°C
جهاز الاختبار: Universal Test Machine (Cal Cert #2024-1234)
معدل الإجهاد: 0.002 ثانية⁻¹ إلى العائد، 0.10 ثانية⁻¹ بعد العائد
طريقة العائد: 0.2٪ تعويض
النتائج:
قوة الخضوع (إزاحة 0.2٪): 285 ميجابكال
قوة شد: 445 ميغاباسكال
استطالة (50 مم GL): 24٪
تقليل المساحة: 58٪
موقع الكسر: 23 مم من علامة قياس واحدة (ضمن النطاق المطلوب)
تاريخ الاختبار: 2025-01-15
تم الاختبار بواسطة: [اسم الفني]
---
القضايا والحلول الشائعة في الاختبارات
المشكلة 1: انزلاق العينة في القبضات
الأعراض:
- العينة تسحب أثناء الاختبار
- يحدث فشل في قسم
القبضة - نتائج غير متسقة
الأسباب:
- تآكل أسطح
المقبض - ضغط
قبضة غير كاف - سطح العينة أملس
الحلول:
- استبدال المقبضات عندما تتآكل المساكن بشكل ناعم (عادة بعد 1000-2000 اختبار)
- زيادة ضغط المقبض (مقابض هوائية: تحقق من ضغط الهواء)
- زيادة مساحة قبضة العينة بطبقة كاشطة 80-120 (طول المقياس الخارجي فقط)
- استخدم ألسنة قماش السمكة ملتصقة بمنطقة المقبض للعينات الناعمة جدا
المشكلة 2: كسر مبكر في قسم القبضة
الأعراض:
- العينة تنكسر عند أو بالقرب من قبضة القبضة
- استطالة
أقل من المتوقع - نتائج الاختبار غير صالحة وفقا لمعيار ASTM E8
الأسباب:
- ضغط قبضة مفرط يخلق تركيز
إجهاد - محاذاة
عينة غير دقيقة - انتقالات حادة عند مقطع القياس
الحلول:
- تقليل ضغط المقبض إلى الحد الأدنى المطلوب لمنع الانزلاق
- التحقق من أن نصف قطر شريحة العينة يفي بالحد الأدنى للمتطلبات (R ≥ 10 مم للعينات القياسية)
- فحص محاذاة العينة باستخدام أداة التحقق من المحاذاة وفقا لمعيار ASTM E1012
- فحص المقابض بحثا عن الشفرات أو التلف
المشكلة 3: قيم قوة العائد غير المتسقة
الأعراض:
- تباين كبير في قوة الخضوع (>انحراف معياري
5٪) - النتائج غير قابلة للتكرار
الأسباب:
- تغير معدل الإجهاد أثناء التحميل
المرن - عدم اتساق
تركيب جهاز التمدد - عدم تجانس المادة
الحلول:
- التحقق من عمل التحكم في معدل الإجهاد المغلق (فحص تغذية راجعة مقياس الامتداد)
- ضمان معدل الإجهاد ≤0.003 ثانية⁻¹ عبر منطقة
الانخفاض - توحيد إجراء تركيب مقياس الامتداد (نفس الفني أو الإجراء التفصيلي)
- لتفاوتية المواد: زيادة حجم العينة، اختبار عدة مواقع
المشكلة 4: انزلاق مقياس التوسيع
الأعراض:
- منحنى إجهاد-انفعال غير خطي في المنطقة
المرنة - قراءات الإجهاد غير متوافقة مع إزاحة
الرأس العرضي - حساب معامل غير صالح
الأسباب:
- قوة
تلامس غير كافية لمقياس
الامتداد - تلوث سطح العينة - تآكل حواف سكين الامتداد
الحلول:
- زيادة شد نابض الامتداد (حسب مواصفات الشركة المصنعة)
- تنظيف سطح العينة بالمذيب قبل التركيب
- فحص واستبدال حواف سكين الامتداد عند التآكل
- فكر في مقاييس الإجهاد اللاصقة للتطبيقات الحرجة
المشكلة 5: كسر خارج طول المقياس
الأعراض:
- يحدث كسر في مقطع القبضة أو نصف
قطر الفيليت - قياس الإطالة غير موثوق
الحكم وفقا للمادة 11.4 من المادة E8 من المعاهدة:
- إذا كان الكسر بطول <1/4 طول المقياس (12.5 مم لمقياس 50 مم) من علامة المقياس، فإن الاختبار غير صالح
- يتم التخلص من النتائج وإعادة اختبار العينة من نفس القطعة المادية
الوقاية:
- تحقق من أن نصف قطر الفيليت يفي بالحد الأدنى من المتطلبات
- التأكد من أن ضغط القبضة ليس مفرطا
- تحقق من وجود عيوب تحت السطح في منطقة القبضة (استخدم الفحص بالموجات فوق الصوتية أو البصرية)
---
مقارنة مع ISO 6892-1
الفروقات الرئيسية بين ASTM E8 وISO 6892-1:
| الجانب | التصنيف المثالي 8 | ISO 6892-1 |
|-----------------------|----------------------------------|------------------------------------------|
| معدل الإجهاد (مرنة) | ≤0.003 s⁻¹ | الطريقة أ: 0.00025-0.00075 s⁻¹ (أكثر صرامة) |
| تحديد العائد | معيار تعويض 0.2٪ | معيار إزاحة 0.2٪ (Rp0.2) |
| نسب العينة | G = 4D أو 5D مقبول | G = 5.65√(A₀) إلزامي |
| اختبار السرعة | معدلات أسرع مسموح بها بعد العائد | أسعار محددة طوال |
| حساب المودولس | اختياري (غير ضمن النطاق) | مدرج في المعيار |
| نطاق درجات الحرارة | 10-38°C | 10-35°C (أكثر صرامة) |
الآثار العملية:
قد لا تتوافق العينات التي تم اختبارها وفقا لمعيار ASTM E8 بالكامل مع متطلبات ISO 6892-1. بالنسبة للمشاريع الدولية، تحقق من أي معيار يحكم.
---
المواضيع المتقدمة
تحديد قوة العائد الآلي
تقوم برامج الاختبار الحديثة بحساب تعويض بنسبة 0.2٪ تلقائيا:
الخوارزمية:
1. تحديد منطقة المرونة الخطية (عادة 10-50٪ من إجهاد الخضوع)
2. احسب الميل (معامل المرنة) عبر الانحدار
الخطي 3. ابن خط إزاحة عند ε = 0.002
4. تحديد نقطة التقاطع عبر خوارزمية
ملاءمة المنحنى 5. قيمة قوة العائد الناتج
التحقق:
قارن النتائج الآلية مع الطريقة الرسومية اليدوية لأول 5-10 اختبارات. يجب أن يكون التباين <2٪.
نقاط العائد العليا والدنيا
بالنسبة للمواد ذات الخضوع المتقطع (مثل الفولاذ الطري):
قوة الانضمامية العليا (YS_upper):
- أقصى إجهاد أول أثناء الانحناء
- حساس لمعدل الانفعال ومحاذاة
العينة - غالبا ما يحدد في معايير الفولاذ الهيكلي
قوة العائد المنخفضة (YS_lower):
- الحد الأدنى للإجهاد أثناء هضبة
العائد - أكثر قابلية للتكرار من العائد
الأعلى - يستخدم لحسابات التصميم وفقا لمواصفات AISC
إرشادات ASTM E8:
أبلغ عن كلا القيمتين عند ملاحظة العائد المتقطع. حدد القيمة المستخدمة لمعايير القبول.
ارتباط الصورة الرقمية (DIC) لقياس الإجهاد
بديل لقياس التوسيع التلامسي:
الطريقة:
- تطبيق نمط البقع على سطح
العينة - تشوه نمط المسار عبر الكاميرات
عالية السرعة - حساب مجال الإجهاد عبر كامل قسم المقياس
المزايا:
- قياس
الإجهاد الكامل المجال - عدم وجود قوة تلامس على العينة
- تحديد موقع الإجهاد قبل التدقيق
القيد:
إعداد أكثر تعقيدا ومعالجة البيانات. يستخدم بشكل أساسي في تطبيقات البحث.
الامتثال لمعيار ASTM E8:
DIC مقبول إذا تم التحقق منه وفقا للملحق X3 (التحقق من أنظمة الموسع).
---
حلول اختبار ITM-LAB ASTM E8
تقوم ITM-LAB بتصنيع آلات اختبار شاملة مهيأة للامتثال لمعايير ASTM E8 مع خبرة هندسية تمتد ل 27 سنة في اختبار المواد.
قدرات المعدات
مواصفات آلة الاختبار:
- سعة الحمل: من 50 كيلو نيوتن إلى 600 كيلو نيوتن (تغطي معظم تطبيقات ASTM E8)
- دقة الحمل: الفئة 0.5 حسب ISO 7500-1 (تتجاوز متطلبات ASTM E4)
- نطاق السرعة: 0.001 إلى 1000 مم/دقيقة (تغطي جميع متطلبات معدل الإجهاد في ASTM E8)
- التحكم المغلق الحلقة: معدل الإجهاد، معدل الإجهاد، وأنماط السرعة المتقاطعة
تتضمن حزمة ASTM E8 القياسية:
- مقابض إسفين (وجوه مسننة، صلابة Rc 60+)
- مقياس التمدد (الفئة B-2 حسب ASTM E83، طول مقياس 50 مم)
- برنامج تحكم مع مكتبة
طرق اختبار ASTM E8 - حساب
إزاحة 0.2٪ آلي - توليد تقرير الامتثال وفقا لقسم ASTM E8
ميزات البرمجيات ل ASTM E8
التحكم التلقائي في معدل الإجهاد:
- حلقة تغذية راجعة مقياس التمدد تحافظ على معدل
الإجهاد المحدد - الانتقال التلقائي من معدلات المطاطية (≤0.003 ثانية⁻¹) إلى معدلات
البلاستيك (0.05-0.5 ثانية) - عرض معدل الإجهاد في الوقت الحقيقي وإنذار إذا كان غير متحمل
جمع البيانات:
- أخذ عينات لا تقل عن 10 هرتز (يتجاوز متطلبات ASTM E8)
- بيانات
متزامنة للحمل، الموضع، والإجهاد - عرض منحنى الإجهاد-الانفعال في الوقت الحقيقي
الحسابات الآلية:
- قوة الخضوع (طريقة
إزاحة 0.2٪) - قوة
الشد النهائية - معامل المرونة (اختياري)
- استطال وتقليل المساحة (مع قياسات ما بعد الاختبار)
إعداد التقارير:
- متوافق مع متطلبات
ASTM E8 القسم 12 - يشمل منحنى الإجهاد-الانفعال، بيانات جدولية، تفاصيل
العينة - تصدير
PDF/Excel - قدرة توقيع إلكتروني للصناعات المنظمة
المعايرة والامتثال
خدمات المعايرة السنوية:
- معايرة القوة حسب ASTM E4
- التحقق من مقياس التوسيع وفقا ل ASTM E83
- التحقق من المحاذاة حسب ASTM E1012
- شهادات معايرة قابلة للتتبع من NIST
الدعم الفني:
- مساعدة
في إعداد طريقة الاختبار - توثيق الإجراءات لاعتماد
ISO 17025 - تدريب المشغلين على متطلبات
ASTM E8 - دعم استكشاف الأخطاء في الاختبار
هندسة التطبيقات:
- تصميم
تركيبات عينات مخصصة - استشارة
اختبار المواد غير القياسية - دعم التحليل الإحصائي (Gage R&R، دراسات القدرات)
الاتصال للامتثال لمعيار ASTM E8:
يقدم الفريق الفني في ITM-LAB توصيات للمعدات، وتطوير إجراءات الاختبار، والتحقق من الامتثال للمعايير في http://www.itm-lab.com
---
الخاتمة
يحدد ASTM E8 المنهجية الموحدة لاختبار شد المواد المعدنية، مما يضمن نتائج قابلة للتكرار وقابلة للمقارنة عبر المختبرات حول العالم.
متطلبات التنفيذ الرئيسية:
1. تحضير العينة: يتم تشكيلها وفقا لتفاوتات الأبعاد، وأقطار شرائح الشرائح المناسبة، وتشطيب السطح حسب المعيار
2. التحكم في معدل الإجهاد: ≤0.003 ثانية⁻¹ من خلال العائلة، مما يضمن تحديد
قوة العائد بدقة 3. معايرة المعدات: التحقق السنوي حسب ASTM E4، دقة الحمل ضمن ±1٪
4. طريقة قوة الخضوع: 0.2٪ إزاحة بناء رسومي (آلي أو يدوي)
5. التقارير: الوثائق الكاملة وفقا لمتطلبات القسم 12
تحديات الامتثال الشائعة:
- الحفاظ على معدل الإجهاد في المنطقة المرنة (يتطلب التحكم في تغذية راجعة الامتداد الكهربائي)
- منع فشل مقاطع المقبض (اختيار المقبض بشكل صحيح وتحضير العينة)
- ضمان الكسر ضمن طول المقياس (تصميم العينة ومحاذاتها)
القيمة لأنظمة الجودة:
الامتثال لمعيار ASTM E8 يوضح ما يلي:
- منهجية
الاختبار الموحدة - أنظمة
القياس القابلة للتتبع - نتائج قابلة للتكرار لشهادة
المواد - أساس اعتماد مختبر ISO 17025
يوفر ITM-LAB معدات اختبار مصممة للامتثال لمعايير ASTM E8، بما في ذلك التحكم الآلي في معدل الإجهاد، وقياس الامتداد المعاير، والتقارير المتوافقة مع المعايير. الدعم الفني المتوفر لتنفيذ طرق الاختبار، وتوثيق الإجراءات، والمساعدة في اعتماد المختبرات.
المعايير والموارد التقنية:
- شراء ASTM E8-24 من http://www.astm.org
- ASTM E4: إجراءات
التحقق من القوة - ASTM E83: تصنيف
مقياس التمدد - ASTM E1012: التحقق من محاذاة جهاز اختبار
للحصول على مواصفات المعدات، وملاحظات التطبيق، ودعم تنفيذ ASTM E8، قم بزيارة http://www.itm-lab.com
--- المراجع:
- ASTM E8/E8M-24: طرق الاختبار القياسية لاختبار الشد للمواد المعدنية (ASTM International)
- ASTM E4-22: الممارسات القياسية للتحقق من قوة أجهزة الاختبار (ASTM International)
- ASTM E83-16: الممارسة القياسية للتحقق وتصنيف أنظمة قياس التوسيع (ASTM International)
- ASTM E1012-20: الممارسة القياسية للتحقق من محاذاة إطار الاختبار والعينة (ASTM International)
- ISO 6892-1:2019: المواد المعدنية - اختبار الشد - الجزء 1: طريقة الاختبار في درجة حرارة الغرفة (ISO)
ملاحظة: كل المعايير المشار إليها متاحة للجمهور من خلال ASTM International وISO. أبعاد العينة، والتساويات، ومعايير الاختبار مستشهدة مباشرة من معيار ASTM E8-24. تتراوح خصائص المواد النموذجية من دليل المعادن ASM ومواصفات المواد المنشورة. كل صيغ الحساب هي معادلات هندسية قياسية منشورة في ASTM E8.
تواصل معنا للحصول على عرض سعر عالي التكلفة لجهاز اختبار الشد
