Prueba de tracción de ISO 6892 de materiales metálicos

Cómo realizar una prueba de tracción en metales a ISO 6892

ISO 6892-1 es uno de los estándares de prueba más comúnmente adoptados para las pruebas de tracción de materiales metálicos a temperatura ambiente. ISO 6892-1: 2016 es la versión actual de un estándar de prueba de metales que ha sufrido varias iteraciones.

La tercera edición, lanzada en 2019, es la versión más reciente de este estándar y cancela y reemplaza la segunda edición (ISO 6892-1: 2016). Solo se han introducido cambios menores y correcciones en la última versión. Estas actualizaciones se enumeran en el avance del último estándar. La segunda edición introdujo una revisión mucho más significativa en la descripción de tres métodos de prueba diferentes: Método A1, Método A2 y Método B.

ISO 6892-1 es similar pero no equivalente a ASTM E8/E8M. Esta guía está diseñada para presentarle los elementos básicos de una prueba de tracción ISO 6892-1 y proporcionará una visión general de los equipos de prueba de materiales, el software y las muestras de tracción necesarias. Sin embargo, cualquier persona que planee realizar pruebas no debe considerar esta guía como un sustituto adecuado para leer el estándar completo.

Evolución del estándar

Una de las mayores evoluciones de ISO 6892-1 se ha relacionado en gran medida con los métodos de control de pruebas, lo que puede plantear un desafío significativo en las pruebas de tracción de metales. Esta evolución fue liderada principalmente por el trabajo realizado como parte del proyecto Tenstand, donde se identificó que las tasas de prueba entre las diferentes pruebas de máquinas al mismo estándar producirán diferentes resultados debido a la sensibilidad a la tasa de deformación de los materiales. La versión de 2009 introdujo las tasas de prueba basadas en la tasa de deformación (Método A), que se convirtió en el método preferido. El método de prueba tradicional heredado de EN10002: 2001 se basó en mantener una tasa de estrés durante la región elástica, que era necesaria para máquinas operadas manualmente. Este método original también se retuvo y se convirtió en 'Método B' en la versión 2009 del estándar.

La introducción del método A causó confusión, ya que muchos usuarios pensaban que el método A solo se podía alcanzar mediante el uso de equipos capaces de controlar la tensión de circuito cerrado, donde en su lugar también podría lograrse mediante el uso de una velocidad de transversal constante. Para aclarar esta situación, ISO 6892-1 fue revisado nuevamente en la segunda edición, ISO 6892-1: 2016. La versión de 2016 incluye tres métodos de prueba, A1, A2 y B, donde el método anterior A se divide en dos métodos de prueba claramente definidos diferentes, el método A1 (control de deformación de bucle cerrado) y el método A2 (velocidad de cruce consistente), mientras que el método B continúa basándose en mantener una tasa de tensión durante la región elástica. Se agregó una nota al método B para aclarar el rango de la prueba donde se debe mantener un control de estrés. El siguiente video discute el método A1 con mayor detalle.

¿Qué mide?

ISO 6892-1 mide las propiedades de tracción de los materiales metálicos en cualquier forma a temperatura ambiente. Las pruebas realizadas en condiciones controladas deben realizarse a una temperatura de 23 grados Celsius más o menos 5 grados. Para realizar pruebas a temperaturas elevadas, consulte ISO 6892-2. ISO 6892-1 mide muchas propiedades de tracción diferentes, siendo lo siguiente el más común:

Resistencia al rendimiento: el estrés en el que un material se deforma permanentemente. ISO 6892-1 determina la resistencia de rendimiento superior e inferior: dependiendo de los fenómenos de rendimiento, ISO 6892-1 especifica los requisitos de resistencia al rendimiento superior e inferior para el material de rendimiento discontinuo y el método de rendimiento de desplazamiento para el material de rendimiento continuo.

Elongación del punto de rendimiento: solo adecuado para el material de rendimiento discontinuo, el alargamiento del punto de rendimiento es la diferencia entre el alargamiento del espécimen al comienzo y al final de la rendición discontinua (el área en la que ocurre un aumento en la tensión sin un aumento en el estrés).

Resistencia a la tracción: la fuerza o tensión máxima que un material es capaz de mantener durante una prueba de tracción.

Reducción del área: una medición de la ductilidad de un material. Esta es la diferencia entre el área de sección transversal original de una muestra y el área de su sección transversal más pequeña después de la prueba, generalmente expresada como una disminución porcentual en la sección transversal original. La sección transversal más pequeña se puede medir en o después de la fractura.

Especímenes

ISO 6892-1 acomoda una amplia variedad de tipos de muestras debido a la amplia gama de aplicaciones para las que se utilizan los materiales metálicos. Los tipos de muestras primarias incluyen hojas, placas, cables, barras y tubos. Los detalles completos sobre la preparación y la medición de la muestra se pueden encontrar en los anexos:

Anexo B: Tipos de piezas de prueba que se utilizarán para productos delgados: sábanas, tiras y pisos entre 0, 1 y 3 mm de espesor.

Anexo C: Tipos de piezas de prueba que se utilizarán para alambre, barras y secciones con un diámetro o espesor de menos de 4 mm.

Anexo D: Tipos de piezas de prueba que se utilizarán para láminas y pisos de espesor igual o más de 3 mm, y alambre, barras y secciones de diámetro o espesor igual o más de 4 mm.

Sistema de prueba de materiales

Debido a que las pruebas ISO 6892-1 se realizan en una amplia variedad de metales, los requisitos de fuerza del sistema pueden diferir enormemente. El sistema de medición de la fuerza de la máquina de prueba debe estar de acuerdo con ISO 7500-1, clase 1 o mejor. ElKason ofrece marcos de prueba adecuados para pruebas de chapa (10kn) hasta la placa de acero (600kn). Proporciona un marco de carga superior que incluye cojinetes precargados, tornillos de bola de precisión, un cruce y un haz base extremadamente rígidos, y correas de transmisión de bajo estiramiento. Estas características contribuyen a un rendimiento avanzado general, produciendo resultados altamente precisos. Las características también ayudan a minimizar la energía almacenada durante una prueba, lo cual es especialmente evidente al probar materiales metálicos de alta resistencia a ISO 6892-1.

Empuñadura

Hay muchas tecnologías de agarre diferentes adecuadas para las pruebas ISO 6892-1 (cuña, hidráulica, neumática, etc.), todos pueden clasificarse como proporcionales o no proporcionales de acuerdo con la forma en que ejercen fuerza de sujeción sobre el espécimen.

Con agarres proporcionales, la fuerza ejercida sobre la muestra es proporcional a la carga de tracción que se aplica. A medida que la carga de tracción aumenta durante una prueba, también lo hace la fuerza de agarre en la muestra. Los agarres de cuña son una opción popular para el agarre proporcional y vienen en variedades manuales, neumáticas e hidráulicas para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones de prueba. La forma de una agarre de cuña es lo que le permite ejercer una presión proporcional: a medida que se aplica la fuerza de tracción al espécimen, el espécimen se tira más firmemente al área más estrecha de la cuña, aumentando la presión de agarre.

Con las empuñaduras no proporsionales, la fuerza de sujeción sobre la muestra sigue siendo consistente y es independiente de la carga de tracción que se aplica. Esto es típico de los agarres de acción lateral y las agarres hidráulicas con clasificación de fatiga donde la fuerza de sujeción se genera mediante una fuente de alimentación que no está directamente asociada con la carga de tensión de la muestra. Esta fuente es típicamente un suministro hidráulico de alta presión (210 bar/3000 psi o superior). Un beneficio de las empuñaduras no proporcionales es que la fuerza de sujeción es típicamente más ajustable, lo que ofrece más ventajas de aplicaciones potenciales. Por ejemplo, al probar muestras no maquinadas, los ajustes finos pueden ayudar a los usuarios a lograr una presión de agarre óptima mientras minimizan las concentraciones de tensión que podrían causar una falla prematura.

Extensómetros

Hay tres tipos diferentes de extensómetros que se usan típicamente para las pruebas ISO 6892-1: dispositivos de clip, dispositivos sin contactos y extensómetros de contacto automáticos. Dependiendo de los cálculos necesarios, los extensómetros deben estar de acuerdo con ISO 9513 Clase 1 o 2. Los extensómetros de clip son el tipo más común utilizado. Estos dispositivos pueden proporcionar datos de tensión increíblemente precisos y estables y generalmente son más baratos de comprar que otros tipos. Deben ser lo suficientemente robustos como para sobrevivir a los laboratorios de prueba de alto rendimiento y absorber cualquier choque por la ruptura de muestras metálicas de alta capacidad si no se eliminan durante la prueba.

Los dispositivos de contacto automático ofrecen el beneficio de las fuerzas de sujeción repetibles y la colocación, lo que puede reducir las variaciones entre los diferentes operadores que colocan extensómetros de clip manualmente. Los dispositivos de contacto automático también pueden adaptarse a longitudes de medidor múltiple, que pueden ser rentables para los usuarios que necesitan probar una variedad de tipos de muestras. Los dispositivos de contacto están diseñados para ser lo suficientemente robustos como para permanecer en la prueba a través de la falla. Sin embargo, cuando se combina conSoftware universal, elcontactar dispositivosSe puede configurar para eliminarse automáticamente justo antes de la falla de la muestra para evitar cualquier desgaste excesivo en los bordes del cuchillo.

Dispositivos no contactos El extensómetro de video automático ofrece el beneficio de eliminar cualquier influencia incurrida por el extensómetro que hace contacto físico con la muestra. Por ejemplo, si una muestra de prueba es muy delgada, como con los metales de embalaje, el peso de un dispositivo de clip puede alterar los resultados considerablemente. Los bordes de cuchillo utilizados para colocar el dispositivo a una muestra frágil también pueden dañar la muestra y causar una falla prematura. Además, porque elExtensómetro de video automáticoNo contacta al material, no hay potencial para que el extensómetro se dañe o se use al probar materiales de alta capacidad.

Software de prueba

Casi todas las máquinas de prueba modernas vienen con software preinstalado, y es importante que los cálculos en el software de prueba cumplan con ISO 6892-1 y coincidan con los datos existentes. No todos los paquetes de software son creados iguales, y es importante saber que la plataforma que elija proporciona resultados confiables.

Miles de clientes en todo el mundo confían en Universal para probar su material a ISO 6892-1. Todos los cálculos requeridos en las pruebas ISO 6892-1 ya están preconfigurados en Universal, pero para aquellos que prefieren comenzar desde cero y construir su propio método, la interfaz facilita que los usuarios ingresen manualmente sus propios cálculos. El paquete de métodos de metales también proporciona métodos preconstruidos a todos los siguientes estándares: ASTM E8 / E8M, ASTM A370, ASTM A615, ASTM E646, ASTM E517, EN10002, ISO10113 e ISO10275.

Rendimiento

La mayoría de las pruebas de laboratorios a ISO 6892-1 necesitan probar un alto volumen de muestras de forma regular. Por esta razón, todo lo que se puede hacer para aumentar el rendimiento es ventajoso. Afortunadamente, hay muchas opciones para aumentar el rendimiento de las pruebas de un laboratorio. Las pequeñas modificaciones de software pueden reducir las tareas repetitivas, y algunos agarres y extensómetros pueden reducir el tiempo de configuración y aumentar la repetibilidad, lo que reducirá la necesidad de ejecutar las reestimaciones. Finalmente, existe la opción de automatizar completamente todo el proceso de prueba, lo que permite que las pruebas se ejecuten durante varias horas sin la necesidad de ninguna interacción del operador.