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Este documento técnico detalha os métodos de ensaio de tração para materiais metálicos, abrangendo a determinação da força de rendimento, ponto de alongamento, resistência à tração, alongamento e redução da área. Os tipos de amostras de teste, os procedimentos de preparação e os fatores que podem influenciar os resultados do ensaio. É um guia útil para profissionais e estudantes de engenharia que trabalham com materiais metálicos.
Tipologia: Resumos
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Métodos de teste padrão para testes de tração de Metallic materiais Esta norma foi emitida sob a designação fixa E8 / E8M; o número imediatamente após a designação indica o ano da adoção original ou, no caso de revisão, o ano da última revisão. Um número entre parênteses indica o ano da última reaprovação. A epsilon sobrescrito (') indica uma mudança editorial desde a última revisão ou reaprovação. Esta norma foi aprovada para uso por agências do Departamento de Defesa.
1.6 Esta norma não pretende tratar de todas as questões de segurança, se houver, associada à sua utilização. É de responsabilidade do usuário desta norma estabelecer práticas de segurança e de saúde adequadas e determinar a aplicabilidade de limitações regulamentares antes de usar.
O alinhamento adequado das garras em cunha e forros é ilustrado na Fig. 2. Para as amostras curtas e para espécimes de muitos materiais, é geralmente necessário o uso de amostras de teste e maquinadas para utilizar um meio de agarrar especiais para assegurar que as amostras, quando sob carga, deve ser tão próxima quanto possível, distribuídas uniformemente a tensão axial pura (ver 5.2.3, 5.2.4 e 5.2.5). 5 .2.3 Tenazes para espécimes de rosca e ombros e Materiais frágeis: Um diagrama esquemático de um dispositivo de aperto para os espécimes roscada nas extremidades é mostrado na Fig. 3, enquanto a Fig. 4 mostra um dispositivo para prender as amostras com extremidades ombro. Ambos os dispositivos de aperto deve ser anexado aos chefes de máquina de ensaio através de rolamentos esféricos encaixado corretamente lubrificados. A distância entre os rolamentos esféricos deve ser tão grande quanto possível. 5.2.4 Tenazes para materiais de folha : Os apertos de auto-ajuste mostrados na Fig. 5 provaram satisfatórios para materiais de folha de ensaio que não podem ser testadas de forma satisfatória no tipo usual de garras em cunha. 5.2.5 Apertos/Tenazes a frio: Aperto para qualquer tipos de cunha ou esnobando como mostrado nas Figs. 5 e 6 ou na garras em cunha plana pode ser utilizado. 5.3 Aparelhos de medição de dimensão: Micrómetros e outros dispositivos utilizados para a medição de dimensões lineares devem ser exactos e precisos para pelo menos uma metade da unidade mais pequena de que a dimensão individual é obrigado a ser medido. 5.4 Extensômetros: extensômetros usados em testes de tensão devem estar em conformidade com os requisitos de Boas Práticas E83 para a classificações especificada pela seção de procedimento deste método de ensaio. Extensômetros devem ser utilizados e verificado para incluir as cepas correspondentes ao limite de elasticidade e alongamento à ruptura (se determinado). 5.4.1 Extensômetros com comprimentos padrões iguais ou mais curtos do que o comprimento de referência nominal do espécime (dimensão mostrada como "G- Corpo Padrão" nas figuras anexas) podem ser utilizados para determinar o comportamento de rendimento. Para as amostras sem uma seção reduzida (por exemplo, as amostras de perfil transversal cheia área de fio, haste, ou bar), o comprimento útil extensômetro para a determinação do comportamento de rendimento não deve exceder 80% da distância entre apertos. Para a medição do alongamento à ruptura com um extensômetro apropriado, o comprimento útil do extensômetro é igual ao comprimento padrão nominal necessário para a amostra a ser testados.
R- Radius of fillet: Raio do Filete L- Overall length: Comprimento Total A- Length of reduced section: Comprimento da seção reduzida B- Length of grip section: Comprimento da seção de aperto C- Width of grip section, approximate: Largura da seção de aperto, aproximado NOTA 1- Por 40 mm [1.500 in.] Espécime de largura, soco marcas para medir alongamento após a ruptura deve ser feita sobre no plano ou na borda da amostra e dentro da seção reduzida. Qualquer um de um conjunto de nove ou mais marcas de punção de 25 mm [1 polegada]. Além, ou um ou mais pares de perfurador marca 200 mm [8 pol.] Além pode ser usado. NOTA 2- Quando as medições de alongamento de 40 mm [1.500 in.] Espécimes largos não são necessários, um comprimento mínimo de secção reduzida (A) de 75 mm [2,25 polegadas.] Pode ser utilizada com todas as outras dimensões semelhantes às do tipo de amostra da placa. NOTA 3- Para os três tamanhos de amostras, as extremidades da secção reduzida deve não diferem em mais de largura por 0,10, 0,05 ou 0,02 mm [0,004, 0,002 ou 0,001 pol.], Respectivamente. Além disso, pode haver uma diminuição gradual da largura das extremidades para o centro, mas a largura em cada extremidade não deve ser mais de 1% maior do que a largura no centro. NOTA 4- para cada um dos três tamanhos de amostras, larguras mais estreitas (W e C) podem ser usados quando necessário. Em tais casos, a largura da secção reduzida deve ser tão grande quanto a largura do material a ser testado autorizações; no entanto, salvo indicação especificamente, os requisitos para alongamento em uma especificação de produto não deve se aplica quando estes espécimes mais estreitos são usados. NOTA 5- A dimensão T é a espessura do corpo de prova, tal como previsto na especificações do material aplicáveis. Espessura mínima de 40 mm [1.500 in.] Amostras de largura, devem ser de 5 mm [0,188 pol.]. Espessura máxima de 12, e 6 mm [0,500 e 0,250 in.] Amostras de largura é de 19 e 6 mm [0.750 e 0. in.], respectivamente. NOTA 6- Para os 40 mm [1.500 in.] Espécimes de largura, um de 13 mm [0, polegadas]. Raio mínimo nas extremidades da secção reduzida é permitida para amostras de aço sob 690 MPa [100 000 psi] na resistência à tracção quando um cortador de perfil é utilizado para máquina de seção reduzida.
NOTA 7- A dimensão mostrada é sugerido como um mínimo. Na determinação do comprimento mínimo, os apertos não deve estender-se para a zona de transição entre Dimensões A e B, consulte a Nota 9. NOTA 8- Para auxiliar na obtenção de aplicação de força axial durante o teste de 6 mm [0,250 pol.] Amostras de largura , o comprimento deve ser tão grande quanto o material vai permitir, até 200 mm [8,00 pol.]. NOTA 9- É desejável, se possível, para que o comprimento da secção de aperto suficientemente grande para permitir que a amostra se estenda para os apertos de uma distância igual a dois terços ou mais da duração dos apertos. Se a espessura de 12,5 mm [0,500 pol.] Espécimes de largura é superior a 10 mm [0,375 pol.], Apertos mais longos e secções de aperto correspondentemente mais longos do espécime pode ser necessário para evitar a falha na secção de aperto. NOTA 10- Para os três tamanhos de amostras, as extremidades da amostra devem ser simétricos em largura com a linha de centro da secção reduzida no tempo de 2,5, 0,25 e 0,13 mm [0,10, 0,01 e 0,005 pol.], Respectivamente. No entanto, para o teste de árbitro e quando exigido por produtos especificações, as extremidades de 12,5 mm [0.500 in.] Espécime de largura, devem ser simétricas dentro de 0, mm [0,01 pol.]. NOTA 11- Para cada tipo de amostra, os raios de todas as llets fi é igual ao outro dentro de uma tolerância de 1,25 mm [0,05 pol.], E os centros de curvatura dos dois llets fi na um fim específico deve ser localizado em frente de cada outros (sobre uma linha perpendicular à linha central) dentro de uma tolerância de 0, mm [0,01 pol.]. NOTA 12- espécimes com lados paralelos em todo o seu comprimento é permitido, exceto para testes árbitro, desde que: (a) são utilizadas as tolerâncias acima; (b) um número adequado de marcas são fornecidos para a determinação de alongamento; e (c) quando a força de rendimento é determinado, um extensómetro adequado é usado. Se a fractura ocorre a uma distância de menos de 2 W a partir do bordo do dispositivo de aperto, as propriedades de tensão determinados podem não ser representativas do material. No teste de aceitação, se as propriedades cumprem os requisitos mínimos especificado, não é necessário mais testes, mas se eles são menores do que os requisitos mínimos, descartar o teste e re-teste. FIG. 1 tensão retangular corpos de prova.
6.1.2.2 A meio caminho do centro para a superfície de produtos superior a 40 milímetros [1.500 in.] De espessura, diâmetro, ou a distância entre os planos. 6.1.3 Amostras de Usinagem- Corpos de prova preparados de forma inadequada, muitas vezes são a razão para os resultados dos testes insatisfatórios e incorretas. É importante, portanto, que a assistência ser exercida na preparação dos espécimes, particularmente na usinagem, para maximizar a precisão e minimizar o viés nos resultados dos testes. 6.1.3.1 As seções reduzidas de amostras preparadas devem ser livres de trabalho a frio, entalhes, marcas de vibração, sulcos, ranhuras, rebarbas, superfícies ásperas ou bordas, superaquecimento ou qualquer outra condição que pode afetar prejudicialmente as propriedades a ser medido. NOTA 3-perfuração ou de supressão da seção reduzida pode produzir significante trabalho a frio ou rebarbas de corte, ou ambos, ao longo das bordas que devem ser removidas por usinagem. 6.1.3.2 Dentro da secção reduzida de amostras rectangulares, arestas ou cantos não deve ser moído ou esmagado de um modo que pode causar a área da secção transversal efectiva do espécime a ser significativamente diferente do da zona calculada. 6.1.3.3 Para materiais frágeis, grandes raios de filete nas extremidades do comprimento padrão deve ser usado.
6.1.3.4 A área da secção transversal do espécime deve ser mais pequena no centro da secção reduzida para assegurar a fractura dentro do comprimento de referência. Por esta razão, uma pequena conicidade é permitida na secção reduzida de cada uma das amostras descritas nas seguintes secções. 6.1.4 Amostra de Acabamento da superfície- Quando os materiais são testados com fins que não sejam fabricados condições da superfície, a superfície acabadas dos corpos de prova deverão ser conforme previsto nos produtos aplicável especificações. NOTA 4- especial atenção para a uniformidade e a qualidade da superfície acabada da amostra de alta resistência e materiais muito baixa ductilidade uma vez que este tenha sido mostrado para ser um fator na variabilidade dos resultados do teste. 6.2 Amostra Tipo Placa- A amostra do tipo placa de teste padrão é mostrada na fig. 1. Esta amostra é utilizada para testes de materiais metálicos em forma de placa, formas, e em material plano que tem uma espessura nominal de 5 mm [0,188 pol.] ou mais. Quando produtoss específicos só permitam, podem ser utilizados outros tipos de amostras, conforme previsto em 6.3, 6.4, e 6.5. 6.3 As amostras de folha de Tipo: 6.3.1 A amostra de teste tipo folha padrão é mostrada na fig. 1. Este espécime é usado para teste de materiais metálicos sob a forma de folhas, chapas, plano em fio, tira, banda, aro, retângulos e formas que variam na espessura nominal de 0, a 19 mm [0,005-0,750 in.]. Quando produtos específicos só permitam, podem ser utilizados outros tipos de amostras, conforme previsto no ponto 6.2, 6.4, e 6.5. NOTA 5- Método de Teste E345 pode ser usado para testes de tração de materiais em espessuras de até 0,15 mm [0,0059 in.]. 6.3.2 Pin termina, como mostrado na Fig. 7 pode ser utilizado. A fim de evitar a encurvadura em testes de materiais finos e de elevada resistência, pode ser necessária a utilização de placas de reforço na pega termina.
o comprimento de referência para a medição do alongamento ser quatro vezes o diâmetro do espécime, quando na sequência E8 e cinco vezes o diâmetro do espécime quando E8M seguinte. 6.4.3 A forma das extremidades do espécime fora do comprimento de referência, deve ser apropriado para o material e de uma forma que encaixa os detentores ou garras da máquina de ensaio de modo que as forças podem ser aplicadas axialmente. Fig. 9 mostra amostras com vários tipos de extremidades que têm dado resultados satisfatórios. 6.5 As amostras de folha, tira, arame liso e chapa- Na folha de teste, lâminas, arame liso e a placa, usar um tipo de amostra adequado para a espessura nominal do material, tal como descrito no que se segue: FIG. 8 Standard de 12,5 mm [0,500 pol.] Tensão Rodada de amostra para teste e exemplos de tamanho pequeno de amostras proporcional ao modelo padrão NOTA 1- A seção reduzida pode ter uma inclinação gradual das extremidades para o centro, com as extremidades não mais do que 1% maior em diâmetro que o centro (controlando dimensão). NOTA 2- Se desejado, o comprimento da secção reduzida pode ser aumentado para acomodar um extensômetro de qualquer comprimento de calibre conveniente. Marcas de referência para a medição do alongamento deverá, contudo, ser espaçadas no comprimento padrão indicado. NOTA 3- A de comprimento e bitola pode ser como mostrado, mas as extremidades podem ser de qualquer forma que encaixa os titulares da máquina
de ensaio de tal forma que a força deve ser axial (ver Fig. 9). Se as extremidades são para ser realizada em garras em cunha é desejável, se possível, para que o comprimento da secção de aperto suficientemente grande para permitir que a amostra se estenda para os apertos de uma distância igual a dois terços ou mais do comprimento dos apertos. NOTA 4- Nas amostras redondas nas figuras. 8 e 9, os comprimentos padrões são iguais a quatro [E8] ou cinco vezes [E8M] o diâmetro nominal. Em alguns produtos especificações podem ser prestados outros espécimes para, mas a menos que o 4-to-1 [E8] ou 5-para-1 [E8M] proporção é mantida dentro de tolerâncias dimensionais, os valores de alongamento podem não ser comparáveis com os obtidos a partir da espécime de teste padrão. NOTA 5- A utilização de espécimes menores do que 6 mm [0,250 pol.] De diâmetro deverá ser restrito a casos em que o material a ser testado é de tamanho insuficiente para obter amostras maiores ou quando todas as partes estão de acordo com a sua utilização para testes de aceitação. Espécimes menores precisam de equipamento adequado e maior habilidade em ambos usinagem e testes. NOTA 6- Para as unidades de polegadas / libra apenas: Cinco tamanhos de amostras utilizadas muitas vezes têm diâmetros de cerca de 0,505, 0,357, 0,252, 0,160, 0,113 e em, a razão é para permitir cálculos fáceis de stress de cargas, uma vez que o correspondente cruzada. áreas das secções são iguais ou perto de 0,200, 0,100, 0,0500, 0,0200, 0,0100 e in.2, respectivamente. Assim, quando os diâmetros reais de acordo com estes valores, as tensões (ou fortes) pode ser calculado utilizando a multiplicação simples factores 5, 10, 20, 50, e 100, respectivamente. (Os equivalentes métricos destes cinco diâmetros não resultam em correspondentemente convenientes áreas transversais e coeficientes multiplicadores.)
em cada sistema são equivalentes não exatas; Por conseguinte, cada sistema deve ser utilizado de forma independente do outro. 6.5.1 No caso de material com uma espessura nominal de 0,13 a 5 mm [0,005- ,1875 in.], Utilize o espécime-tipo descritas na folha 6.3. 6.5.2 No caso de material com uma espessura nominal de 5 a 12,5 milímetros [,1875-,500 in.], Utilize o espécime-tipo folha de 6.3 ou o espécime do tipo placa de 6.2. 6.5.3 No caso de material com uma espessura nominal de 12,5 19 mm [0,500- 0,750 in.], Utilize o espécime-tipo folha de 6.3, o espécime do tipo placa de 6.2, ou o maior tamanho de amostra redonda prática descrita no 6.4. 6.5.4 No caso de material com uma espessura nominal de 19 mm [0.750 in.], Ou superior, use o modelo de placas de 6.2 ou o maior tamanho de amostra redonda prática descrita em 6.4. 6.5.4.1 Se o produto especificações autorização , o material com uma espessura de 19 mm [0,750 pol.], Ou maior pode ser testado usando um modificado do tipo folha de amostra em conformidade com a configuração mostrado pela Fig. 1. A espessura desta amostra modificados deve ser maquinada para 10 6 0,5 mm [0,400 6 0,020 pol.], E deve ser uniforme dentro de 0,1 mm [0,004 pol.] Em todo a secção reduzida. Em caso de desacordo, um espécime redondas serão utilizadas como o árbitro (comparação) espécime. 6.6 As amostras para fio, haste e barra: 6.6.1 Para fio redondo, haste e barra, corpos de prova tendo a completa área da secção transversal do fio, haste, barra ou devem ser utilizados sempre que possível. O comprimento de referência para a medição do alongamento do fio inferior a 4 mm [0,125 pol.] De diâmetro deve ser conforme prescrita em produtos especificações. Ao testar fio, haste, ou uma barra com um diâmetro de 4 mm [0,125 pol.] Ou de maior diâmetro, um comprimento útil igual a quatro vezes o diâmetro deve ser usado quando seguinte E8 e um comprimento útil igual a cinco vezes o diâmetro Deve ser utilizado quando seguinte E8M exceto quando especificadas. O comprimento total dos espécimes deve ser pelo menos igual ao comprimento padrão mais o comprimento do material necessário para a plena utilização dos apertos empregados. 6.6.2 Para o fio de secção transversal octogonal, hexagonal, ou quadrado, por haste ou barra de secção redonda, onde a amostra exigida em 6.6.1 não for
possível, e para a haste ou barra de secção transversal octogonal, hexagonal, ou quadrado, um dos seguintes tipos de amostras serão utilizados: 6.6.2.1 Cruz completa Seção (Nota 6) - É admissível reduzir a seção de teste ligeiramente com lixa ou papel, ou máquina suficientemente para assegurar a fratura dentro das marcas de padrões. Para o material que não exceda 5 mm [0, pol.] de diâmetro ou a distância entre planos, a área da secção transversal pode ser reduzida para não menos do que 90% da área original, sem alterar a forma da secção transversal. Para o material ao longo de 5 mm [0,188 pol.] em diâmetro ou distância entre planos, o diâmetro ou distância entre planos pode ser reduzida por não mais do que 0,25 mm [0,010 pol.] Sem alterar a forma da secção transversal. Quadrado, ou de arame ou haste octogonal hexagonal não superior a 5 mm [0,188 pol.] Entre planos pode ser girado para uma ronda tendo uma área de secção transversal que não seja menor do que 90% da área do círculo inscrito máxima. Filetes, de preferência com um raio de 10 mm [0,375 pol.], Mas não inferior a 3 mm [0.125 in.], Deve ser utilizado nas extremidades das secções reduzidas. Hastes quadrada, hexagonal ou octogonal mais de 5 mm [0,188 pol.] Entre plano pode ser transformado em uma rodada com um diâmetro não inferior a 0,25 mm [0,010 pol.] Menos do que a distância original entre planos. NOTA 6-As extremidades de cobre ou liga de cobre amostras podem ser achatada 10 a 50% da dimensão inicial em um gabarito semelhante ao mostrado na Fig. 10, para facilitar a fractura dentro das marcas padrões. Em achatamento das extremidades opostas da amostra de teste, deve ser tomado cuidado para assegurar que as quatro superfícies achatadas são paralelas e que as duas superfícies paralelas sobre o mesmo lado do eixo do espécime de teste encontram- se no mesmo plano. 6.6.2.2 Para haste e barra, o maior tamanho prático da rodada de amostra, como descrito em 6.4 pode ser utilizado em lugar de um teste de espécime de seção transversal completa. Salvo disposição em contrário a especificação do produto, as amostras devem ser paralelos ao direcção de laminagem ou extrusão. 6.7 As amostras para barra retangular- Em testes barra retangular um dos seguintes tipos de amostras pode ser utilizada: 6.7.1 Completo Corte Transversal: É admissível reduzir o largura da amostra ao longo da secção de ensaio com abrasivo pano ou de papel, ou por maquinagem o suficiente para facilitar a fractura dentro das marcas padrões, mas em nenhum caso a largura reduzida ser inferior a 90% do original. As arestas de médio do
vezes o diâmetro quando E8M seguinte, salvo indicação em contrário no especificação do produto. Fig.11 mostra uma forma adequada de ficha, o localização dos tampões na amostra, e a localização do espécime nas garras da máquina de ensaio. NOTA 7-O termo "tubo" é usado para designar produtos tubulares em geral, e inclui cano, tubo, e o tubo. 6.9.2 Por tubo de grande diâmetro que não podem ser testados na secção cheia, os espécimes de ensaio de tensão longitudinais deve ser cortado, tal como indicado na Fig. 12. As amostras de tubos soldados deve ser localizado a cerca de 90 ° a partir da solda. Se a espessura da parede do tubo é, com menos de 20 mm [0,750 pol.], Quer uma amostra da forma e dimensões indicadas na fig. 13 ou um dos espécimes de pequeno tamanho proporcional ao padrão de 12,5 mm [0,500 pol.] Espécime, tal como mencionado em 6.4.2 e mostrado na Fig. 8, devem ser utilizados. Espécimes do tipo mostrado na fig. 13 pode ser testado com apertos que tem uma superfície de contorno correspondente à curvatura do tubo. Quando lidar com faces curvas não são disponível, as extremidades das amostras pode ser achatados sem que sejam aquecimento. Se a espessura da parede do tubo é de 20 mm [0,750 pol.] Ou mais, o espécime padrão mostrado na Fig. 8 devem ser utilizados.
NOTE 8: Na fixação de amostras de canos e tubos (como pode ser feito durante a usinagem) ou em achatamento espécime extremidades (para agarrar), os cuidados devem ser tomadas de modo a não sujeitar a seção reduzida a qualquer deformação ou de trabalho a frio, como esta iria alterar as propriedades mecânicas. 6.9.3 espécimes de ensaio de tensão transversais para o tubo pode ser feita a partir de anéis cortados a partir das extremidades do tubo, como mostrado na Fig. 14. achatamento da amostra pode ser após a separação como em A, ou antes de separar como em B. transversais corpos de prova de tensão para grande tubo de menos de 20 mm [0,750 in.] Na espessura da parede deve ser um dos espécimes de pequeno porte mostrado na Fig. 8 ou da forma e dimensões para Espécime 2 mostrado na Fig. 13. Quando usando os últimos espécime, uma ou ambas as superfícies da amostra pode ser maquinada para garantir uma espessura uniforme,