Transkript

1 SVENSK STANDARD SS-EN Fastställd Utgåva 2 Metalliska material Dragprovning Del 1: Provningsmetod vid rumstemperatur Metallic materials Tensile testing Part 1: Method of test at ambient temperature ICS Språk: engelska, svenska Tryckt i september 2002 Copyright SIS. Reproduction in any form without permission is prohibited.

2

3 Europastandarden gäller som svensk standard. Detta dokument innehåller den officiella engelska versionen av med svensk översättning. The European Standard has the status of a Swedish Standard. This document contains the official English version of with a Swedish translation. Dokumentet består av 114 sidor. Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, tel Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard. Postadress: SIS Förlag AB, STOCKHOLM Telefon: Telefax: E-post: sis.sales@sis.se. Internet:

4 EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM EN July 2001 ICS Supersedes EN :1990 English version Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at ambient temperature Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante Metallische Werkstoffe - Zugversuch - Teil 1: Prüfverfahren bei Raumtemperatur This European Standard was approved by CEN on 12 May CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the Management Centre or to any CEN member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the Management Centre has the same status as the official versions. CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom. EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG Management Centre: rue de Stassart, 36 B-1050 Brussels 2001 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members. Ref. No. E

5 EUROPASTANDARD EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM EN Juli 2001 ICS Ersätter EN :1990 Svensk version Metalliska material Dragprovning Del 1: Provningsmetod vid rumstemperatur Matériaux métalliques Essai de traction Partie 1: Méthode d essai à température ambiante Metallic materials Tensile testing Part 1: Method of test at ambient temperature Metallische Werkstoffe Zugversuch Teil 1: Prüfverfahren bei Raumtemperatur Denna standard är den officiella svenska versionen av. För översättningen svarar SIS. Denna europastandard antogs av CEN den 12 maj CEN-medlemmarna är förpliktade att följa fordringarna i CEN/CENELECs interna bestämmelser som anger på vilka villkor denna europastandard i oförändrat skick skall ges status som nationell standard. Aktuella förteckningar och bibliografiska referenser rörande sådana nationella standarder kan på begäran erhållas från CEN/CMC eller från någon av CENs medlemmar. Denna europastandard finns i tre officiella versioner (engelsk, fransk och tysk). En version på något annat språk, översatt under ansvar av en CEN-medlem till sitt eget språk och anmäld till CENs centralsekretariat, har samma status som de officiella versionerna. CENs medlemmar är de nationella standardiseringsorganen i Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Grekland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Nederländerna, Norge, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. CEN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Management Centre: rue de Stassart 36, B-1050 BRUSSELS 2001 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members Ref. Nr. Sv

6 Page 2 Contents page Foreword Scope Normative references Principle Definitions Symbols and designations Test piece Shape and dimensions Types Preparation of test pieces Determination of original cross-sectional area (S o ) Marking the original gauge length (L o ) Accuracy of testing apparatus Conditions of testing Method of gripping Test rate Determination of percentage elongation after fracture (A) Determination of the percentage total elongation at maximum force (A gt ) Determination of proof strength, non proportional extension (R p ) Determination of proof strength, total extension (R t ) Method of verification of permanent set strength (R r ) Determination of percentage reduction of area (Z) Test report...15 Annex A (informative) Recommendations concerning the use of computer controlled tensile testing machines...28 Annex B (normative) Types of test pieces to be used for thin products : sheets, strips and flats between 0,1 mm and 3 mm thick...33 Annex C (normative) Types of test pieces to be used for wire, bars and sections with a diameter or thickness of less than 4 mm...35 Annex D (normative) Types of test pieces to be used for sheets and flats of thickness equal to or greater than 3 mm, and wire, bars and sections of diameter or thickness equal to or greater than 4 mm...36

7 Sida 2 Innehåll Förord Omfattning Normativa hänvisningar Princip Termer och definitioner Beteckningar och benämningar Provstavar Form och mått Typer Tillverkning av provstavar Bestämning av ursprunglig tvärarea (S o ) Markering av ursprunglig mätlängd (L o ) Provningsutrustningen noggrannhet Provningsbetingelser Inspänningsmetod Draghastighet Bestämning av brottförlängning (A) Bestämning av gränstöjning(a gt ) Bestämning av förlängningsgränsen (R p ) Bestämning av töjningsgränsen (R t ) Metod för att kontrollera spänningsgränsen(r r ) Bestämning av brottkontraktion (Z) Provningsrapport Bilaga A (informativ) Rekommendationer för användning av datorstyrda dragprovningsmaskiner Bilaga B (normativ) Typer av provstavar för tunna produkter: plåt, band och plåttstång med tjocklek mellan 0,1 och 3 mm Bilaga C (normativ) Typer av provstavar att användas för tråd, stång och profil med en diameter eller tjocklek mindre än 4 mm Bilaga D (normativ) Typer av provstavar för plåt och plattstång med tjocklek lika med eller större än 3 mm, och tråd, stång och profil med diameter eller tjocklek lika med eller större än 4 mm... 36

8 Page 3 Annex E (normative) Types of test pieces to be used for tubes...39 Annex F (informative) Measuring the percentage elongation after fracture if the specified value is less than 5 %...41 Annex G (informative) Measurement of percentage elongation after fracture based on subdivision of the original gauge length...42 Annex H (informative) Manual method of determination of the percentage total elongation at maximum force for long products such as bars, wire, rods...44 Annex J (informative) Precision of tensile testing and estimation of the uncertainty of measurement...45 Bibliography...56

9 Sida 3 Bilaga E (normativ) Typer av provstavar för rör Bilaga F (informativ) Mätning av brottförlängning om angivet värd är mindre än 5% Bilaga G (informativ) Mätning av brottförlängning genom uppdelning av den ursprungliga mätlängden Bilaga H (informativ) Manuell metod för bestämning av gränstöjning för långa produkter såsom stänger, tråd, valstråd Bilaga J (informativ) Precision vid dragprovning och uppskattning av mätosäkerheten Litteratur... 56

10 Page 4 Foreword This European Standard has been prepared by Technical Committee ECISS/TC 1 "Steel - Mechanical testing", the secretariat of which is held by AFNOR. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by endorsement, at the latest by January 2002, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by January This European Standard supersedes EN :1990. The European Standard EN "Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test (at ambient temperature)" was approved by CEN on 27 November After a first 5 years lifetime, ECISS decided to revise this standard. The revised pren was discussed during two meetings of ECISS/TC1/SC1 with the participation of 4 CEN member countries (Belgium, France, Germany, United Kingdom). EN was composed of five parts : Part 1 : Method of test (at ambient temperature) Part 2 : Verification of the force measuring system of the tensile testing machines Part 3 : Calibration of force proving instruments used for the verification of uniaxial testing machines Part 4 : Verification of extensometers used in uniaxial testing Part 5 : Method of testing at elevated temperature NOTE standards. Part 2 has been already replaced by EN ISO Parts 3 and 4 will be replaced by corresponding ISO The annexes B, C, D and E are normative. The annexes A, F, G, H and J are informative. According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom.

11 Sida 4 Förord Denna europastandard har utarbetats av ECISS/TC 1 Stål Mekanisk provning. Sekretariatet hålls av AFNOR. Denna europastandard skall ges status som nationell standard antingen genom publicering av en identisk text eller genom ikraftsättning senast i januari 2002 och motstridande standard skall dras in senast i januari Denna europastandard ersätter EN :1990. Europastandarden EN Metalliska material Dragprovning Del 1: Provningsmetod (vid rumstemperatur) godkändes av CEN 27 november år efter utgivningen bestämde ECISS att revidera standarden. Den reviderade pren diskuterades vid två möten inom ECISS/TC 1/SC 1 där fyra medlemsländer från CEN deltog (Belgien, Frankrike, Tyskland och Storbritannien). EN bestod av fem delar: Del 1: Provningsmetod (vid rumstemperatur) Del 2: Kontroll av kraftmätningssystemet i dragprovningsmaskiner Del 3: Kalibrering av kraftmätdon som används för kontroll av maskiner för enaxlig provning Del 4: Kontroll av töjningsmätare för enaxlig provning Del 5: Metod för provning vid förhöjd temperatur ANM Del 2 har redan blivit ersatt av EN ISO Del 3 och 4 kommer att ersättas av motsvarande ISO-standarder. Annex B, C och D är delar av standarden. Annex A, F, G, H och J är för information. Enligt CEN/CENELECs interna bestämmelser anmodas följande länder att anta denna europastandard Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Grekland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Nederländerna, Norge, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike.

12 Page 5 1 Scope This European Standard specifies the method for tensile testing of metallic materials and defines the mechanical properties which can be determined at ambient temperature. NOTE Informative annex A indicates complementary recommendations for computer controlled testing machines. It is the intention, based on further developments by manufacturers and users that annex A will become normative in the next revision of this standard. 2 Normative references This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative references are cited at the appropriate places in the text, and the publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the publication referred to applies (including amendments). EN , Metallic materials - Tensile testing - Part 4: Verification of extensometers used in uniaxial testing. EN , ISO system of limits and fits - Part 2 : Tables of standard tolerances grades and limits deviations for holes and shafts (ISO 286-2:1988). EN ISO 377, Steel and steel products - Location of samples and test pieces for mechanical testing (ISO 377:1997). EN ISO , Steel conversion of elongation values - Part 1 : Carbon and alloy steels (ISO :1984). EN ISO , Steel conversion of elongation values - Part 2 : Austenitic steels (ISO :1984). EN ISO , Metallic materials - Verification of static uniaxial testing machines Part 1: Tension/compression testing machines Verification and calibration of force measuring (ISO :1999). 3 Principle The test involves straining a test piece in tension, generally to fracture, for the purpose of determining one or more of the mechanical properties defined in clause 4. The test is carried out at ambient temperature between 10 C and 35 C, unless otherwise specified. Tests carried out under controlled conditions shall be made at a temperature of 23 C ± 5 C. 4 Terms and definitions For the purpose of this European Standard, the following terms and definitions apply : 4.1 gauge length (L) length of the cylindrical or prismatic portion of the test piece on which elongation is measured. In particular, a distinction is made between : original gauge length (L o ) gauge length before application of force final gauge length (L u ) gauge length after rupture of the test piece (see 11.1) 4.2 parallel length (L c ) parallel portion of the reduced section of the test piece

13 Sida 5 1 Omfattning Denna europastandard anger en metod för dragprovning av metalliska material vid rumstemperatur och definierar de mekaniska egenskaper som därigenom kan bestämmas. ANM Bilaga A som är för information anger kompletterande rekommendationer för datorstyrda dragprovmaskiner. Avsikten är att bilaga A skall bli en del av standarden vid nästa revidering då maskintillverkare och användare har vidareutvecklat metodiken. 2 Normativa hänvisningar Denna europastandard inkorporerar genom daterade eller odaterade hänvisningar bestämmelser från andra nedan förtecknade publikationer. Dessa normativa hänvisningar anges på de platser i texten där bestämmelserna skall tillämpas. För daterade hänvisningar gäller senare publicerade tillägg, ändringar eller reviderade utgåvor vid användning av denna europastandard endast när de har inkorporerats i denna genom tilllägg, ändring eller reviderad utgåva. För odaterade hänvisningar gäller senaste utgåvan (inklusive tillägg). EN :1994 EN :1993 EN ISO 377:1997 EN ISO :1999 Metalliska material Dragprovning Del 4: Kontroll av töjningsmätare för enaxlig provning ISO tolerans- och passningssystem Del 2: Tabeller över toleransgrader och lägesavmått för hål och axlar (ISO 286-2:1988) Stål och stålprodukter Uttag och provberedning av provstycken och provstavar för mekanisk provning (ISO 377:1997) Stål Omvandling av förlängningsvärden Del 1: Kolstål och låglegerat stål (ISO ) EN ISO :1999 Stål Omvandling av förlängningsvärden Del 2: Austenitiskt stål (ISO :1984) EN ISO :1999 Metalliska material Kontroll av maskiner för statisk enaxlig provning Del 1: Maskiner för dragprovning och kompressionsprovning (ISO :1999) 3 Princip Provningen innebär töjning av en provstav med en dragkraft, vanligen till brott, för att bestämma en eller flera av de mekaniska egenskaper som definieras i avsnitt 4. Provningen utförs vid en rumstemperatur mellan 10 C och 35 C, om inte annat föreskrivs. Provning utförd under kontrollerade förhållanden skall ske vid en temperatur av 23 ± 5 C. 4 Termer och definitioner För denna europeiska standard tillämpas följande termer och definitioner: 4.1 mätlängd (L) längden av den cylindriska eller prismatiska del av provstaven, på vilken längdökningen mäts. Man skiljer på: ursprunglig mätlängd (L o ) mätlängd innan provkraften anbringas slutlig mätlängd (L u ) mätlängd efter brott på provstaven (se 11.1) 4.2 försökslängd (L c ) längd hos den parallella delen av provstaven med reducerad tvärsnittsarea

14 Page 6 NOTE The concept of parallel length is replaced by the concept of distance between grips for non-machined test pieces. 4.3 elongation increase in the original gauge length (L o ) at any moment during the test 4.4 percentage elongation elongation expressed as a percentage of the original gauge length (L o ) percentage permanent elongation increase in the original gauge length of a test piece after removal of a specified stress (see 4.9), expressed as a percentage of the original gauge length (L o ) percentage elongation after fracture (A) permanent elongation of the gauge length after fracture (L u - L o ), expressed as a percentage of the original gauge length (L o ) NOTE In the case of proportional test pieces, only if the original gauge length is other than 5,65 S 1) o where S o is the original cross-sectional area of the parallel length, the symbol A should be supplemented by an index indicating the coefficient of proportionality used, for example : A 11,3 = percentage elongation of a gauge length (L o ) of 11,3 S o. In the case of non-proportional test pieces, the symbol A should be supplemented by an index indicating the original gauge length used, expressed in millimetres, for example : A 80 mm = percentage elongation of a gauge length (L o ) of 80 mm percentage total elongation at fracture (A t ) total elongation (elastic elongation plus plastic elongation) of the gauge length at the moment of fracture expressed as a percentage of the original gauge length (L o ) percentage elongation at maximum force increase in the gauge length of the test piece at maximum force, expressed as a percentage of the original gauge length (L o ) NOTE A distinction is made between the percentage total elongation at maximum force (A gt ) and the percentage nonproportional elongation at maximum force (A g ) (see Figure 1). 4.5 extensometer gauge length (L e ) length of the parallel portion of the test piece used for the measurement of extension by means of an extensometer NOTE It is recommended that for measurement of yield and proof strength parameters L e L o /2. It is further recommended that for measurement of parameters "at" or "after" maximum force, L e is approximately equal to L o. 4.6 extension increase in the extensometer gauge length (L e ) at a given moment of the test 1) 5,65 S o = 5 4S o.

15 Sida 6 ANM För obearbetade provstavar ersätts försökslängd av inspänningsavstånd. 4.3 förlängning ökning i ursprunglig mätlängd (L o ) när som helst under provningen 4.4 förlängning i procent längdökning uttryckt som procent av ursprunglig mätlängd (L o ) kvarstående förlängning ökning i ursprunglig mätlängd på en provstav sedan en föreskriven spänning avlägsnats (se 4.9), uttryckt i procent av ursprunglig mätlängd (L o ) brottförlängning (A) kvarstående förlängning av mätlängden efter brott (L u - L o ), uttryckt i procent av ursprunglig mätlängd (L o ) ANM Vid proportionella provstavar kompletteras beteckningen A med ett index angivande den använda proportionalitetsfaktorn endast om den ursprungliga mätlängden är en annan än 5,65 So 1), där S o är den ursprungliga tvärsnittsarean hos den parallella delen av provstaven. Exempel: A 11,3 = brottförlängning på en mätlängd (L o) = 11,3 So Vid icke-proportionella provstavar skall beteckningen A kompletteras med ett index angivande den använda ursprungliga mätlängden i mm, t.ex.: A 80 mm = brottförlängning på en mätlängd (L o) av 80 mm brottöjning (A t ) total ökning av mätlängden (elastisk ökning plus plastisk ökning) i brottögonblicket uttryckt som procent av ursprunglig mätlängd (L o ) gränstöjning (A gt ) och gränsförlängning (A g ) ökning i mätlängden vid maximal provkraft, uttryckt i procent av ursprunglig mätlängd (L o ) ANM Man skiljer mellan total längdökning vid maximal provkraft (A gt) och icke-proportionell längdökning vid maximal provkraft (A g) (se figur 1). 4.5 töjningsmätarens mätlängd (L e ) längd på den parallella delen av provstaven som en extensometer mäter längddökningen på ANM För bestämning av förlängningsgräns och sträckgräns rekommenderas att L e L o/2. Vidare rekommenderas att L e är ungefär lika med L o då egenskapsparametrar bestäms vad maximal kraft eller senare under provningsförloppet. 4.6 töjning ökning av töjningsmätarens mätlängd (L e ) i ett givet ögonblick under provningen 1 5,65 So = 5 4So π

16 Page percentage permanent extension increase in the extensometer gauge length, after removal from the test piece of a specified stress, expressed as a percentage of the extensometer gauge length (L e ) percentage yield point extension (A e ) in discontinuous yielding materials, the extension between the start of yielding and the start of uniform work hardening NOTE It is expressed as a percentage of the extensometer gauge length (L e ). 4.7 percentage reduction of area (Z) maximum change in cross-sectional area which has occurred during the test (S o - S u ) expressed as a percentage of the original cross-sectional area (S o ) 4.8 maximum force (F m ) the greatest force which the test piece withstands during the test once the yield point has been passed For materials, without yield point, it is the maximum value during the test. 4.9 stress force at any moment during the test divided by the original cross-sectional area (S o ) of the test piece tensile strength (R m ) stress corresponding to the maximum force (F m ) yield strength when the metallic material exhibits a yield phenomenon, stress corresponding to the point reached during the test at which plastic deformation occurs without any increase in the force. A distinction is made between : upper yield strength (R eh ) value of stress at the moment when the first decrease in force is observed (see Figure 2) lower yield strength (R el ) lowest value of stress during plastic yielding, ignoring any initial transient effects (see Figure 2) proof strength, non-proportional extension (R p ) stress at which a non-proportional extension is equal to a specified percentage of the extensometer gauge length (L e ) (see Figure 3) NOTE The symbol used is followed by a suffix giving the prescribed percentage, for example : R p0, proof strength, total extension (R t ) stress at which total extension (elastic extension plus plastic extension) is equal to a specified percentage of the extensometer gauge length (L e ) (see Figure 4) NOTE The symbol used is followed by a suffix giving the prescribed percentage for example : R t0,5.

17 Sida kvarstående töjning ökning i töjningsmätarens mätlängd sedan en föreskriven spänning på provstaven avlägsnats, uttryckt i procent av töjningsmätarens mätlängd (L e ) ökning i töjningsmätarens mätlängd inom sträckgränsområdet (A e ) ökning i töjningsmätarens mätlängd mellan begynnande lokal plastisk deformation och begynnande homogent deformationshårdnande ANM Den uttrycks i procent av töjningsmätarens mätlängd (L e) 4.7 brottkontraktion (Z) den största ändringen i tvärsnittsarea som har ägt rum under provningen (S o - S u ), uttryckt i procent av den ursprungliga tvärsnittsarean (S o ) 4.8 maximal provkraft (F m ) den största kraft som provstaven motstår under provningen sedan sträckgränsområdet passerats För material utan sträckgräns är det den maximala kraften under provningen. 4.9 spänning kraften i ett godtyckligt ögonblick under provningen dividerad med provstavens ursprungliga tvärsnittsarea (S o ) brottgräns (R m ) spänning motsvarande maximal provkraft (F m ) sträckgräns då ett metalliskt material uppvisar ett sträckgränsområde, uppnås ett skede under provningen vid vilket plastisk deformation äger rum utan någon ökning i provkraft. Man skiljer mellan: övre sträckgräns (R eh ) spänningens storlek i det ögonblick då man observerar den första minskningen i provkraft (se figur 2) undre sträckgräns (R el ) Lägsta värde på spänningen inom sträckgränsområdet bortsett från transienteffekter, (se figur 2) förlängningsgräns (R p ) spänning vid vilken en icke-proportionell ökning av töjningsmätarens mätlängd är lika med en föreskriven andel i procent av töjningsmätarens mätlängd (L e ) (se figur 3). ANM Den använda beteckningen åtföljs av ett suffix, som anger den föreskrivna ökningen av töjningsmätarens mätlängd, t ex R p0, töjningsgräns (R t ) spänning vid vilken den totala ökningen av töjningsmätarens mätlängd (elastisk ökning plus plastisk ökning) är lika med en föreskriven andel i procent av töjningsmätarens mätlängd (L e ) (se figur 4) ANM Den använda beteckningen åtföljs av ett suffix, som anger den föreskrivna ökningen av töjningsmätarens mätlängd, t ex R t0,5.

18 Page permanent set strength (R r ) stress at which, after removal of force, a specified permanent elongation or extension expressed respectively as a percentage of the original gauge length (L o ) or extensometer gauge length (L e ) has not been exceeded (see Figure 5) NOTE The symbol used is followed by a suffix giving the specified percentage of the original gauge length (L o ) or of the extensometer gauge length (L e ), for example : R r0, fracture phenomena which is deemed to occur when total separation of the test piece occurs or force decreases to become nominally zero 5 Symbols and designations Symbols and corresponding designations are given in Table 1.

19 Sida spänningsgräns (R r ) spänning vid vilken, efter provkraftens avlägsnande, den kvarstående förlängningen av ursprunglig mätlängd (L o ), eller den kvarstående ökningen av töjningsmätarens mätlängd (L e ) inte överstiger ett föreskrivet värde (se figur 5) ANM Den använda beteckningen åtföljs av ett suffix, som anger den föreskrivna kvarstående förlängningen eller kvarstående ökningen i töjningsmätarens mätlängd tex R r0, brott Fenomen som anses inträffa då provstavens två delar har separerats helt eller då kraften minskar till ett nominellt nollvärde. 5 Beteckningar och benämningar Beteckningen och motsvarande benämningar återfinns i tabell 1.