Metallilevyjen ja metallinauhojen testaaminen

Nauhoilla tarkoitetaan teräksisiä ja ei-rautametallisia tuotteita, jotka on rullattu vyyhdiksi, esimerkiksi kuumavalssattu nauha, jota käytetään aihiona kylmävalssatuille levyille. Kuumavalssattua nauhaa tuotetaan aina n. 15 mm paksuuteen ja 2200 mm leveyteen saakka. Kuumavalssatut levyt puolestaan leikataan arkkeina kuumavalssatusta nauhasta, ja niiden paksuus on n. 15 mm ja leveys n. 2000 mm.
321Zugversuch1

Vetokokeet

Metallilevyjen ja -nauhojen vetokokeet suoritetaan lähes aina kansainvälisen ISO 6892-1 -standardin tai amerikkalaisen ASTM E8 -standardin mukaisesti. Lisäksi on monia kansallisia standardeja, jotka ovat vuosi vuodelta alkaneet muistuttaa enemmän kansainvälistä ISO 6892-1 -standardia. Standardi EN ISO 6892-1 pätee Euroopassa ja on edellisen kanssa sananmuodoiltaan identtinen. Kaikkien EU-jäsenmaiden on täytynyt ottaa se kansalliseksi standardikseen (esim. SFS-EN ISO 6892-1 Suomessa). Näissä standardeissa ja niiden menetelmäosioissa määritellyt ominaisarvot ovat lopputulostensa suhteen keskenään verrannollisia. Aineen luonnehdinnan kannalta tärkeitä ominaisarvoja ovat myötöraja, myötölujuus, maksimilujuus, venymä maksimivoimalla ja/tai venymä maksimijännityksellä, sekä venymä murtumishetkellä. Suunnittelijat ja insinöörit käyttävät näitä arvoja työnsä lähtökohtana, ja ne ovat tärkeitä tietoja tuotteita myytäessä ja ostaessa. 

Laaja valikoima erilaisia testausratkaisuita

ZwickRoell:llä on laaja valikoima staattisia aineenkoestuskoneita, joita voidaan käyttää materiaaliominaisuuksien määrittämiseen vetokokeilla. Nämä järjestelmät ovat erittäin tarkkoja myös silloin, kun käytetään hyvin suuria kuormituksia. ZwickRoell:llä on kattava valikoima venymä- ja kurouma-ekstensometrejä, mikä mahdollistaa parhaan mahdollisen yhdistelmän valitsemisen kuhunkin tilanteeseen. Esimerkiksi digitaalista makroXtens venymä-ekstensometriä voidaan käyttää yhdessä videoXtens-kurouma-ekstensometrin kanssa. Tämä yhdistelmä tarjoaa vankan ja pitkälle automatisoidun ratkaisun, ja mahdollistaa näytteen helpon käsittelyn. makroXtens mittaa venymän aina murtumispisteeseen saakka. Mekaaninen rakenne teränpitimessä estää mittausjärjestelmän vahingoittumisen jännityksen vapautuessa äkillisesti murtumistilanteessa. Valinnaisen murtumakohdan tunnistusominaisuuden avulla optinen kurouma-ekstensometri mittaa kurouman aina murtumahetkeen saakka, mikä tekee murtumakohdan tunnistamisesta mahdollisimman tarkkaa. 

r- ja n-arvojen määrittäminen

Vetokokeita käytetään usein muodonmuutosta kuvaavien r- ja n-arvojen määrittämiseen; n-arvo kuvaa lujittumista (jännitteen lisääntymistä) plastisen muodonmuutoksen aikana tasavenymään saakka, kun taas r-arvo kuvaa pystysuuntaista anisotropiaa. n-arvo määritellään vetokokeen jännitystietojen ja venymäarvojen perusteella. r-arvon määrittäminen puolestaan edellyttää myös kurouman mittaamista. Näytteet otetaan vetokokeita varten levystä tai nauhasta määrätyssä kulmassa valssaussuuntaan nähden. Yksi r-arvoon vaikuttava tekijä on valssauksen suunta. Tämä voi olla erityisen tärkeää, kun levyjä käytetään komponenttien valmistamiseen muokkaamalla sitä huomattavan paljon. Levyn paksuus säilytetään näytteen paksuutena vetokoetta varten, jotta materiaalin ominaisuudet eivät muutu pinnan käsittelyn aikana. Pituussuunta tuotetaan jyrsimällä tai stanssaamalla sekä jälkikäsittelemällä niin, että materiaali ei muutu prosessin aikana. 

 Kaksiaksiaaliset vetokokeet

Kyky suorittaa kaksiaksiaalisia vetokokeita on erityisominaisuus, joka mahdollistaa uudenlaisten muovautumisominaisuuksien määrittämisen. Tätä koetta käytetään pääasiassa tutkimustoiminnassa ja tuotekehityksessä. Se mahdollistaa ennalta määrättyjen jännitysarvojen asettamisen ja kohdistamisen näytteen risteyskohtaan. ZwickRoell tarjoaa kolmea mallia kaksiaksiaalisia koestuskoneita. Useimmissa tilanteissa venymä mitataan optisesti ilman kosketusta. ZwickRoell tarjoaa tähän useita erilaisia standardoitua ratkaisuita. 

Kovuuden mittaaminen

Metallilevyjen ja -nauhojen kovuusmittauksia suoritetaan pääasiassa näytteen pinnan yleisen kovuuden määrittämiseksi ja aineen metallografisten ominaisuuksien tutkimiseksi. Käyttötarkoituksesta riippuen kovuusmittaukset suoritetaan jonkin seuraavista standardeista mukaan: ISO 6506-1 (Brinell), ISO 6507-1 (Vickers), ISO 6508-1 (Rockwell), ASTM E10 (Brinell), ASTM E384 (Vickers and Knoop), tai ASTM E18 (Rockwell). Lisäksi on olemassa muita menetelmiä ja määritelmiä, joita käytetään tietyillä sovellusalueilla (esim. Eurooppalainen EN 2002-7 -standardi lentoteollisuudessa).
Kovuusmittauksia suoritetaan myös hitsaussaumoille, jos levyjä tai nauhoja yhdistetään toisiinsa isoiksi kokonaisuuksiksi. Hyviä esimerkkejä tästä ovat esimerkiksi laivanrakennus, avomerellä sijaitsevat rakennelmat kuten öljynporauslautat, ja öljyn ja kaasun kuljettamiseen tarkoitetut putkistot. SFS-EN ISO 9015 sarjan standardit määrittelevät käytettävät koetyypit. Tavallinen suoritettava koe on Vickers HV5 tai HV10 (49 N tai 98 N kuormituksella). Kovuus täytyy mitata sekä lähtöaineesta, sen kuumennetuista osista, että myös hitsaukseen käytetyn metallin osalta. Tämä edellyttää lukuisten painumien tekemistä poikittain ja pitkittäin hitsaussauman yli. Tämänkaltaisiin kokeisiin käytetään usein automaattisia kovuusmittareita. Ne tekevät painumat automaattisesti ohjelmoitujen sekvenssien mukaisesti ennalta määrättyihin paikkoihin, ja myös mittaavat painumat automaattisesti. ZwickRoell:n tuotevalikoimasta löydät kovuusmittarit ja kovuusmittauslaitteet kaikille testausmenetelmille. Täysin automaattiset järjestelmät on suunniteltu erityisesti hitsaussaumojen testaamiseen. Ne kykenevät suorittamaan automaattisesti ja tehokkaasti satoja kovuusmittauksia ilman, että käyttäjän tarvitsee tehdä mitään mittausten välillä. ZwickRoell:n kovuusmittarit ja kovuusmittauslaitteet täyttävät kaikkien tavallisimpien kansainvälisten standardien vaatimukset, ja ne voidaan myös kalibroida kansainvälisten standardien mukaisesti. ZwickRoell on myös kalibrointilaboratorio, joka on akkreditoitu kovuusmittarien kalibroimiseen Saksan kansallisen akkreditointitoimisto DAkkS:in toimesta.

Taivutuskokeet

Kolmipistetaivutuskoetta käytetään paitsi taivutusominaisuuksien määrittämiseen, myös taivutussärmän visuaaliseen arvioimiseen. Etenkin hitsaussaumojen visuaalinen arviointi taivutuskokeen aikana on tavallista. ZwickRoell:n erilaisten taivutustyökalupakettien yhdistäminen nykyisiin kiinnittimiin on osoittautunut erinomaiseksi ratkaisuksi.

Vetokokeet korotetuissa lämpötiloissa

Sovelluksissa kuten kemikaalitehtaissa tai moottorien, voimalaitosten ja voimansiirtomekanismien suunnittelussa, on ratkaisevan tärkeää tietää, miten materiaalit käyttäytyvät korkeissa, jopa 1 200 °C lämpötiloissa. Tästä syystä vetokokeita, ja myös taivutuskokeita suoritetaan korotetuissa lämpötiloissa. ZwickRoell:n kokonaisratkaisu näille kokeille koostuu korkealämpötilauunista, soveltuvista kiinnittimistä, korkean lämpötilan venymän mittauksesta, sekä muista tärkeistä lisätarvikkeista ZwickRoell:n koestuskoneille.

Global partner for reliable test results - SAPA opts for ZwickRoell testing technology

Norwegian concern SAPA is the world leader in aluminium solutions and its extruded aluminum profiles are used in many different industries. SAPA has chosen ZwickRoell as its global materials testing partner and will be using testing machines supplied by the Ulm (Germany)-based manufacturer at some 40 locations around the world.
Ylös