Dua spesimen tarik diproses dari ekstrusi aluminium yang sama.
Paduan yang sama. Temperamen yang sama. Dimensi spesimen hampir identik.
Kekuatan tarik akhir mereka hampir sama, tetapi ada laporan elongasi yang jauh lebih rendah.
Apakah satu hasil salah?
Tidak selalu.
Sebelum mempertanyakan material, periksa dari mana asal setiap spesimen, orientasinya terhadap arah ekstrusi, panjang pengukur asli, bagaimana regangan diukur, apakah salah satu spesimen tergelincir di pegangan, dan di mana patahan terjadi.
Itulah yang membuat uji tarik aluminium aluminium ASTM B557 lebih rumit daripada sekadar menarik spesimen hingga pecah.
ASTM B557-15(2023) mencakup pengujian tegangan produk aluminium tempa dan paduan magnesium cor, tidak termasuk aluminium foil. ASTM menggambarkan pengujian tarik sebagai cara memperoleh informasi kekuatan dan kelenturan di bawah tegangan tarik uniaksial, dengan aplikasi yang meliputi perbandingan material, pengembangan paduan, kontrol kualitas, dan desain dalam kondisi yang sesuai.
Namun, di laboratorium, memilih ASTM B557 dalam perangkat lunak pengujian hanyalah permulaan.
Hasilnya tergantung pada spesimen, sistem pengukuran, dan seberapa bersih beban tarik mencapai bagian pengukur.
Apa yang sebenarnya diukur oleh ASTM B557
Mesin pengujian universal tidak secara langsung mengukur "kekuatan tarik."
Load cell mengukur gaya. Ekstensometer atau sistem pengukuran regangan lainnya mengukur deformasi pada bagian tertentu dari spesimen.
Pengukuran tersebut menjadi sifat rekayasa hanya setelah geometri spesimen asli diperhitungkan.
Untuk tegangan teknik:
σ = F / A₀
di mana F adalah gaya tarik dan A₀ adalah luas penampang asli.
Untuk regangan teknik:
ε = ΔL / L₀
di mana ΔL adalah perubahan panjang gauge dan L₀ adalah panjang gauge asli.
Pertimbangkan dua spesimen yang keduanya mencapai 15 kN.
Jika Spesimen A memiliki luas asli 50 mm²:
15.000 / 50 = 300 MPa
Jika Spesimen B memiliki luas asli 75 mm²:
15.000 / 75 = 200 MPa
Load cell mengukur gaya maksimum yang sama. Tegangan teknik yang dihitung sangat berbeda.
Prinsip yang sama berlaku untuk elongasi. Perpanjangan hanya memiliki makna jika berkaitan dengan panjang gauge yang sesuai dan prosedur pengukuran.
Membaca Kurva Tarik Aluminium
Uji tarik menjadi jauh lebih berguna ketika hasilnya diperlakukan sebagai respons material daripada nilai gaya maksimum tunggal.
Pada awal kurva tegangan-regangan aluminium yang khas, deformasi didominasi elastis. Saat pemuatan berlanjut, deformasi permanen mulai terjadi dan spesimen memasuki wilayah plastik.
Tegangan terus meningkat hingga spesimen mencapai tegangan rekayasa maksimum—ultimate tensile strength (UTS).
Di luar UTS, deformasi mungkin semakin terlokalisasi. Necking berkembang, diikuti akhirnya dengan patah tulang.
Oleh karena itu, satu kurva dapat memberikan beberapa informasi yang berbeda.
Pertimbangkan dua spesimen:
Melihat hanya pada UTS, spesimen ini tampak hampir identik.
kelenturan mereka menceritakan cerita yang berbeda.
Oleh karena itu, kekuatan luluh, UTS, dan elongasi bukanlah cara yang dapat dipertukarkan untuk menggambarkan "kekuatan." Mereka mewakili aspek berbeda dari respons tarik.
Kurva lengkap menambah keunggulan lain: konteks.
Toe awal yang tidak biasa, perubahan kemiringan awal, atau kejadian tak terduga sebelum beban maksimum dapat mengungkapkan sesuatu yang tidak terlihat pada tabel hasil akhir.
Mengapa kekuatan luluh bergantung pada pengukuran regangan
Banyak paduan aluminium tidak menunjukkan titik leleh yang jelas seperti yang sering dikaitkan dengan beberapa baja.
Sebagai gantinya, proof atau kekuatan luluh dapat ditentukan menggunakan metode offset.
Offset yang familiar 0,2% offset menggambarkan prinsip ini.
Pertama, bagian elastis dari respons tegangan-regangan ditetapkan. Garis yang sejajar dengan kemiringan tersebut bergeser oleh offset regangan yang ditentukan. Perpotongan antara garis offset dan kurva tegangan-regangan menentukan kekuatan bukti/luluh yang sesuai.
Untuk laboratorium, bagian yang sulit bukanlah menggambar garis offset.
Proses ini memperoleh data regangan yang andal di wilayah tempat perpotongan dihitung.
Perjalanan crosshead tidak otomatis merupakan regangan spesimen
crosshead termasuk dalam sistem uji mekanis lengkap.
Gerakannya dapat mencakup ekstensi spesimen, dudukan pegangan, kepatuhan mesin, deformasi fixture, dan pergerakan lain dalam rangkaian beban.
Gerakan crosshead sebesar 1,00 mm oleh karena itu tidak boleh secara otomatis diartikan sebagai ekstensi 1,00 mm dalam bagian gauge spesimen yang telah ditentukan.
Ekstensometer mendekati masalah ini secara berbeda dengan mengukur deformasi pada panjang gauge tertentu pada spesimen itu sendiri.
Perbedaan ini sangat penting untuk hasil yang bergantung pada regangan seperti bukti/kekuatan luluh.
Mesin dapat mengukur gaya maksimum secara akurat dan tetap tidak dikonfigurasi dengan baik untuk pengukuran kekuatan bukti jika saluran regangan tidak sesuai.
Kapasitas mesin dan akurasi gaya hanyalah bagian dari sistem tarik.
Spesimen adalah bagian dari pengukuran
Kapasitas mesin sering mendapat perhatian lebih daripada geometri spesimen.
Untuk pengujian tarik, hal ini dapat mengarah pada diskusi peralatan ke arah yang salah.
kupon datar tipis yang diproses dari lembaran aluminium dan spesimen bulat yang diproses dari batang dapat menghasilkan gaya maksimum yang serupa. Mereka masih bisa membutuhkan pengaturan genggaman dan pengukuran regangan yang sangat berbeda.
luas penampang asli sangat fundamental karena mengubah gaya menjadi tegangan teknik.
Untuk bagian persegi panjang:
A₀ = Lebar × ketebalan
Untuk bagian bulat:
A₀ = πd² / 4
Kesalahan pada lebar, ketebalan, atau diameter oleh karena itu memengaruhi tegangan yang dihitung sepanjang pengujian.
Panjang gauge memiliki tujuan berbeda: menetapkan referensi untuk regangan dan pemanjangan.
Satu milimeter ekstensi pada panjang gauge pendek tidak mewakili regangan yang sama dengan satu milimeter pada panjang gauge yang lebih panjang.
Geometri penampang dan transisi yang dikurangi juga penting. Beban harus masuk ke wilayah pengukur yang dimaksud tanpa konsentrasi tegangan lokal yang tidak perlu.
Di sinilah persiapan spesimen menjadi bagian dari pengujian.
Sebuah burr, tepi yang rusak, tanda pemesinan, transisi yang buruk, atau notch yang tidak diinginkan dapat menjadi sumber patahan yang disukai. Jika beberapa spesimen berulang kali gagal karena cacat pemesinan yang sama, peningkatan kapasitas mesin tidak akan menyelesaikan masalah.
Spesimen datar dan bulat juga dapat memerlukan geometri rahang dan susunan ekstensometer yang berbeda bahkan saat diuji pada UTM yang sama.
Frame hanyalah salah satu komponen dari sistem pengukuran.
Sama Semua oy, Arah Pengambilan Sampel Berbeda
Sebuah pemasok melaporkan satu hasil tarik. Laboratorium inspeksi Anda yang masuk melaporkan satu lagi.
Sebelum membandingkan mesin, bandingkan spesimennya.
Produk pelat gulung, lembaran, dan aluminium ekstrusi dapat mengembangkan sifat mekanik arah sebagai hasil dari pemrosesan.
Spesimen yang diambil secara longitudinal relatif terhadap arah pemrosesan primer tidak selalu setara secara mekanis dengan yang diambil secara melintang.
Kimia mungkin sama.
Temper mungkin sama.
Orientasi struktur material relatif terhadap beban tarik tidak.
Hal ini sangat penting saat membandingkan sertifikat pemasok dengan hasil inspeksi yang masuk. Mengkonfirmasi bahwa kedua laboratorium menggunakan lokasi dan arah pengambilan sampel yang sebanding sebelum memperlakukan perbedaan sebagai bukti ketidaksepakatan dari mesin.
ASTM juga memperingatkan bahwa spesimen standar yang diproses dari bagian tertentu dari suatu material atau bagian mungkin tidak sepenuhnya mewakili kekuatan dan kelenturan seluruh produk akhir atau perilakunya di lingkungan layanan yang berbeda.
Apa yang bisa dikatakan oleh patah tulang
Ketika hasil tarik tampak dipertanyakan, spesimen yang retak sering menjadi salah satu tempat pertama yang layak diperiksa.
Putus di wilayah pengukur yang dimaksud menceritakan kisah berbeda dari patah tulang tepat di samping rahang.
Fraktur dekat cengkeraman dapat dikaitkan dengan kerusakan akibat genggaman, penyelarasan aksial yang buruk, wajah rahang yang tidak sesuai, kerusakan mesin, atau konsentrasi tegangan lokal.
Ini adalah sinyal diagnostik—bukan otomatis alasan untuk menolak hasilnya. Penerimaan tetap bergantung pada pengujian yang berlaku dan persyaratan produk.
Slippage menceritakan cerita yang berbeda.
Jika spesimen bergerak relatif terhadap rahang selama beban, sebagian pergerakan sistem yang diukur berasal dari slip, bukan dari deformasi spesimen yang dimaksudkan.
Untuk permukaan aluminium yang relatif lunak, gagang memiliki dua tugas: mentransfer gaya tarik yang dibutuhkan tanpa selip, dan menghindari terciptanya lokasi kegagalan yang tidak diinginkan.
Penyelarasan juga penting karena alasan yang sama.
Kondisi yang dimaksud terutama adalah tegangan uniaksial. Pemasangan spesimen di luar sumbu dapat memperkenalkan pembengkokan yang sebelumnya tidak pernah menjadi bagian dari kebutuhan material.
 ,至少大于150KB,保证图片质量.webp)
Jika angka-angka tidak sesuai, mulai dari sini
Hasil tak terduga tidak semuanya memiliki penyebab yang sama. Polanya biasanya lebih berguna daripada fakta bahwa dua angka berbeda.
Inilah sebabnya mempertahankan kurva tarik lengkap sangat berguna saat troubleshooting.
Angka terakhir memberitahu Anda apa yang dilaporkan.
Kurva ini dapat membantu menunjukkan ketika pengujian mulai berperilaku berbeda.
Spesimen ini dapat membantu menjelaskan dari mana perbedaannya berasal.
ASTM B557, B557M dan ASTM E8/E8M
ASTM B557/B557M dan E8/E8M adalah metode pengujian tarik yang terkait, tetapi tidak boleh diperlakukan sebagai nama yang dapat dipertukarkan.
ASTM saat ini mencantumkan B557-15(2023) dan B557M-15(2023) sebagai aktif. B557 mencakup produk paduan aluminium dan magnesium tempa dan cor, sementara B557M adalah padanan metriknya.
ASTM E8/E8M memiliki cakupan yang lebih luas mencakup pengujian tarik material logam secara umum; edisi aktif saat ini adalah E8/E8M-25.
Aturan praktisnya sederhana:
Gunakan metode dan edisi yang diwajibkan oleh gambar, spesifikasi material, persyaratan pembelian, atau prosedur pelanggan.
Jangan memilih metode hanya karena spesimen tersebut terbuat dari aluminium.
< jam data-start="16006" data-end="16009">Dari beban spesimen hingga konfigurasi mesin
Nomor ASTM tidak menentukan kapasitas mesin.
Begitu juga dengan penamaan paduan.
Mulai dengan kekuatan tarik yang diharapkan dan luas spesimen asli:
Expected Maximum Force ≈ Expected UTS × A₀
Misalkan spesimen datar memiliki bagian yang diperkecil dari:
12,5 mm × 3,0 mm
Area asli:
37,5 mm²
Jika UTS yang diharapkan adalah:
310 MPa
kemudian:
F ≈ 310 × 37.5
F ≈ 11.625 N ≈ 11,6 kN
Sekarang pertimbangkan penampang yang jauh lebih besar:
A₀ = 250 mm²
dengan UTS yang diharapkan:
350 MPa
Gaya maksimum yang diperkirakan menjadi:
350 × 250 = 87.500 N
atau:
87,5 kN
Kedua spesimen terbuat dari aluminium.
Kebutuhan gaya mereka benar-benar berbeda.
Inilah sebabnya "aluminium tensile tester" bukanlah spesifikasi kapasitas mesin.
Semua oy name tidak menentukan kapasitas mesin. Kekuatan yang diharapkan × area spesimen memang kuat.
Kekuatan kapasitas hanyalah pemeriksaan pertama
Setelah kekuatan kerja yang diharapkan diketahui, sisa sistem tarik dapat dikonfigurasi.
Untuk ITM-LAB, rentang UTM yang relevan adalah:
RS-8000: 10–50 kN
RS-8000A: 100–300 kN
Contoh 11,6 kN berada dalam rentang yang dapat mengarah pada konfigurasi RS-8000. Kebutuhan 87,5 kN sudah melebihi rentang tersebut dan akan mengarahkan diskusi ke platform berkapasitas lebih tinggi seperti RS-8000A.
Namun kapasitas frame saja tidak cukup.
Konfigurasi lengkap juga harus mempertimbangkan rentang load-cell, geometri spesimen datar atau bulat, pemilihan genggaman dan rahang, panjang pengukur, kebutuhan ekstensopmeter, ruang uji yang tersedia, ekstensi yang diharapkan, metode kontrol, dan pelaporan yang diperlukan.
Mesin 50 kN tidak otomatis menjadi sistem pengukuran terbaik untuk setiap spesimen yang gaya putusnya di bawah 50 kN.
Rentang kerja juga penting.
contoh konfigurasi cepat
Pertimbangkan inspeksi laboratorium yang akan datang menguji kupon ekstrusi aluminium.
Standar: ASTM B557M
Area Asli: 60 mm²
Expected UTS: sekitar 320 MPa
Hasil yang Dibutuhkan: Kekuatan leleh, UTS, pemanjangan, kurva tegangan-regangan lengkap
Perkiraan awal gaya maksimum adalah:
320 × 60 = 19.200 N = 19,2 kN
Itu menunjuk ke rentang gaya konfigurasi RS-8000.
Namun gambar spesimen masih diperlukan.
Pertanyaan berikutnya adalah apakah spesimen datar atau bulat, pegangan mana yang sesuai, panjang gauge yang ditentukan, apakah proof/kekuatan luluh memerlukan ekstensopmeter, berapa lama perjalanan uji yang dibutuhkan, dan berapa banyak spesimen yang diharapkan laboratorium untuk dijalankan.
Perhitungan 19,2 kN mengidentifikasi kebutuhan beban perkiraan.
Tidak mencantumkan seluruh sistem pengujian.
Apa yang Harus Dimasukkan dalam RFQ ASTM B557
Gambar spesimen biasanya lebih berguna daripada kapasitas mesin yang diperkirakan.
Jika gaya yang diharapkan tidak diketahui, kirimkan dimensi spesimen dan kekuatan tarik yang diharapkan.
Kami dapat memperkirakan:
Expected Force ≈ UTS × A₀
Jika kekuatan yang diharapkan juga tidak diketahui, paduan, temper, bentuk produk, dan gambar spesimen sudah cukup untuk memulai diskusi konfigurasi.
FAQ
Apa yang dicakup oleh ASTM B557?
ASTM B557 mencakup pengujian tegangan produk aluminium tempa dan paduan magnesium cor, tidak termasuk aluminium foil. ASTM menggambarkan pengujian tarik sebagai memberikan informasi tentang kekuatan dan kelenturan di bawah tegangan tarik uniaksial.
Apa perbedaan antara ASTM B557 dan B557M?
B557 adalah versi inci-pound dan B557M adalah versi metrik. Laboratorium harus mengikuti metode spesifik yang diwajibkan oleh spesifikasi yang mengatur, bukan sekadar mengubah satu pengaturan uji menjadi yang lain. ASTM saat ini mencantumkan B557-15 (2023) dan B557M-15 (2023) sebagai yang aktif.
ASTM B557 atau ASTM E8/E8M—mana yang sebaiknya saya gunakan?
Ikuti spesifikasi material, gambar, persyaratan pembelian, atau prosedur pelanggan yang berlaku. B557/B557M secara khusus menangani produk paduan aluminium dan magnesium, sedangkan ASTM E8/E8M mencakup pengujian tarik logam secara lebih luas.
Apakah saya perlu ekstensometer untuk ASTM B557?
Itu tergantung pada properti yang diperlukan dan prosedur yang berlaku. Jika diperlukan sifat yang akurat tergantung regangan seperti kekuatan tahan leleh (proof/yield strength), pengukuran regangan menjadi sangat penting. Perjalanan crosshead tidak boleh secara otomatis diperlakukan sebagai regangan penampang gauge yang tepat.
Kapasitas mesin apa yang dibutuhkan untuk ASTM B557?
Tidak ada satu kapasitas mesin ASTM B557. Mulailah dengan Expected UTS × Original Cross-Sectional Area untuk memperkirakan gaya tarik maksimum, lalu verifikasi rentang load-cell, grip, ekstensopmeter, ruang uji, perjalanan, kontrol, dan persyaratan pelaporan.
mulai dengan gambar spesimen, bukan katalog mesin
Informasi paling berguna untuk mengonfigurasi uji ASTM B557 jarang berupa kapasitas mesin yang diperkirakan pada RFQ.
Itu adalah spesimennya.
Luas penampang menentukan bagaimana kekuatan material diterjemahkan menjadi gaya. Pengukuran panjang gauge dan regangan memengaruhi bagaimana deformasi diinterpretasikan. Arah pengambilan sampel dapat mengubah respons material yang diukur. Grip menentukan apakah beban mencapai bagian pengukur dengan bersih. Dan patah tulang itu sendiri dapat mengungkap masalah yang tidak pernah muncul di tabel hasil akhir.
Jalur seleksi praktis adalah:
Spesimen → kekuatan yang diharapkan → gaya yang diharapkan → pengukuran regangan → gagang → ruang uji → mesin
Untuk aplikasi tarik aluminium dalam rentang kerja yang sesuai, ITM-LAB RS-8000 (10–50 kN) dapat dikonfigurasi berdasarkan spesimen dan pengukuran yang diperlukan. Aplikasi dengan kekuatan lebih tinggi dapat dipetakan ke
