Forlengelse A og A5 – definisjon, formel, måling og betydning

Forlengelse etter brudd A er en av de grunnleggende parameterne som bestemmer plastisiteten til metaller og legeringer. Den indikerer prosentandelen som prøvens målelengde økte med i løpet av strekkprøver til den går i stykker, etter passende plassering av de ødelagte prøvedelene og foretak av den endelige målingen.
Forlengelsen A er gitt i prosent (%) og omtales ofte sammen med strekkfasthet Rm, flytegrense Re lub Rp0,2 oraz innsnevring Z.
I den tekniske dokumentasjonen finner du merkinger som: A, A5, A10, A50, A80 og andre variasjoner som følge av metoden for å bestemme den opprinnelige målte lengden på prøven. Derfor bør forlengelsesverdier alltid tolkes i sammenheng med betegnelsen og testbetingelsene som brukes.

Hva betyr utvidelsen A?

Forlengelse etter brudd er den prosentvise permanente økningen i målelengden til en prøve etter at den har blitt brukket, sammenlignet med den opprinnelige målelengden.
Verdien beregnes ved hjelp av formelen:
A = ((L_u - L₀) / L₀) × 100 %
der:

A – forlengelse etter brudd [%],
L₀ – innledende målelengde på prøven,
L_u – endelig målelengde etter at prøven er brutt.

Forlengelse A er derfor ikke en spenning og er ikke gitt i MPa. Det er en relativ størrelse uttrykt som en prosentandel.

Eksempel på beregning av forlengelsen A

Hvis den opprinnelige målelengden på prøven er:
L₀ = 50 mm
og etter å ha brutt og riktig satt sammen prøvedelene, ble følgende målinger tatt:
L_u = 60 mm
til:
A = ((60 – 50) / 50) × 100 % = 20 %
Dette betyr at forlengelsen etter brudd er 20%.

Hva sier forlengelsesverdien om et materiale?

Forlengelsen A gir informasjon om materialets evne til å plastisk deformasjon før brudd.
Enkelt sagt indikerer en høyere A-verdi at prøven kan gjennomgå en større permanent forlengelse før brudd. En lavere A-verdi indikerer en lavere kapasitet for slik deformasjon under testforholdene.
Imidlertid bør ikke hele plastisiteten eller motstanden til et materiale mot ødeleggelse vurderes utelukkende basert på én verdi av A. Andre viktige faktorer inkluderer reduksjonen av Z, slagstyrke, motstand mot sprekkdannelser, mikrostruktur og lasteforhold.

Hva betyr A5?

Betegnelse A5 finnes ofte i eldre teknisk dokumentasjon, materialdatablader og standarder. Det refererer til bruddforlengelsen bestemt ved den opprinnelige målelengden til en prøve relatert til tverrsnittet.
I den klassiske A5-betegnelsen ble den målte lengden tatt som:
L₀ = 5 × d₀
for den tilsvarende runde prøven, hvor d₀ er den opprinnelige diameteren til prøven.
For en proporsjonal prøve bestemmes det generelle forholdet mellom målelengden og det opprinnelige tverrsnittsarealet av den aktuelle teststandarden.
I moderne dokumentasjon som er i samsvar med ISO-standarder, kan du finne mer presise markeringer som er direkte relatert til målelengden som brukes.

A5 og den moderne betegnelsen A

I industriell praksis brukes begrepet A5 brukes fortsatt veldig ofte, spesielt i stålkvalitetskort og eldre materialstudier.
Du bør imidlertid ikke automatisk erstatte alle A5-merkinger med en A uten å sjekke hvordan testen ble utført.
Verdien av forlengelsen avhenger av initial målelengde og prøvegeometri.
Derfor, når man sammenligner data fra ulike standarder eller materialsertifikater, er det nødvendig å sjekke hvilket målesystem som ble brukt til å bestemme forlengelsen.

Proporsjonal og uproporsjonal utvalg

Ved bestemmelse av forlengelse brukes prøver med en definert målelengde.
I tilfelle av proporsjonale prøver innledende målelengde L₀ er relatert til det opprinnelige tverrsnittsarealet S₀.
Forholdet kan presenteres som:
L₀ = k√S₀
der:

L₀ – innledende målelengde,
S₀ – innledende tverrsnittsareal av prøven,
k – proporsjonalitetskoeffisient definert for en gitt utvalgstype.

For ikke-proporsjonale prøver brukes en fast målelengde uavhengig av dette forholdet, for eksempel 50 mm eller 80 mm, i samsvar med kravene i den relevante standarden.

Hva betyr A50 og A80?

Markeringer som f.eks. A50 lub A80 angi forlengelsen etter brudd bestemt ved en fast initial målelengde.
For eksempel:

Betegnelse	Betydning
A	Bruddforlengelse bestemt i henhold til prøvegeometrien og teststandarden som brukes
A5	Tradisjonell forlengelsesbetegnelse relatert til proporsjonal målelengde, ofte funnet i eldre dokumentasjon
A50	Forlengelse etter brudd for en initial målelengde på 50 mm
A80	Forlengelse etter brudd for en initial målelengde på 80 mm

Verdier oppnådd ved forskjellige målelengder bør ikke sammenlignes direkte uten å ta hensyn til prøvegeometrien.

Hvorfor påvirker målelengden verdien av A?

Deformasjonen av prøven under strekkprøven er ikke jevn langs hele lengden.
Før brudd, en lokal innsnevring, dvs. nakke, hvor en betydelig del av den endelige deformasjonen er konsentrert.
Hvis målelengden er kortere, står den lokale forlengelsen i halsregionen for en større andel av den totale målte forlengelsen. Med en lengre målelengde er virkningen av denne lokale tøyningen på prosentresultatet mindre.
Derfor kan to forlengelsesresultater oppnådd for forskjellige målelengder variere til tross for testing av det samme materialet.

Forlengelse A og innsnevring Z

A og Z er parametere som beskriver materialets evne til å gjennomgå plastisk deformasjon, men de måler andre endringer i prøven.

parameter	Hva måler den?	enhet
A	En permanent endring i målelengden til en prøve etter at den har blitt brukket sammenlignet med dens opprinnelige lengde, som følge av permanent plastisk deformasjon av materialet.	%
Z	Reduksjon i tverrsnittsarealet av prøven på bruddstedet	%

Begge parameterne kan gis sammen fordi de gir komplementær informasjon om materialets oppførsel under plastisk deformasjon.

Forlengelse A vs. Rm

Rm – strekkfasthet spesifiserer den maksimale ingeniørspenningen som oppnås under strekkprøven, mens A spesifiserer den permanente forlengelsen av prøven etter brudd.
En høy Rm-verdi betyr ikke automatisk en høy A. Et materiale kan ha svært høy styrke, men relativt lav kapasitet for plastisk deformasjon.
Av denne grunn er parameterne Rm og A bør analyseres sammen.

Forlengelse av A og Re og Rp0,2

Re oraz Rp0,2 bestem spenningene forbundet med initiering av permanent deformasjon av materialet i henhold til passende kriterier.
A den beskriver imidlertid tilstanden til prøven etter at den har blitt utsatt for brudd.
Et eksempel på et egenskapssett kan se slik ut:

0,2 kr: min. 700 MPa,
Rom: 900–1100 MPa,
A: minst 10 %.

Hver av disse verdiene beskriver en annen egenskap ved materialets oppførsel og kan ikke erstatte de andre.

Forlengelse A og materialelastisitet

Forlengelsen A bestemmer ikke materialets elastiske deformasjon.
Under strekkprøven passerer prøven gjennom rekkevidde av elastisk og deretter plastisk deformasjonEtter brudd og avlastning forsvinner den elastiske delen av deformasjonen.
Måling A refererer til permanent forlengelse som gjenstår etter at prøven er brutt.
Derfor bør ikke utvidelsen av A identifiseres med Youngs modul E heller ikke med materialets elastisitet.

Forlengelse A og duktilitet

A-verdien er en av indikatorene som brukes til å evaluere materialets duktilitet.
Et materiale som er i stand til å deformere betydelig før brudd, vil generelt vise større forlengelse enn et materiale som oppfører seg sprøtt.
Det finnes imidlertid ingen universell verdi for A som tillater at alle metaller deles inn i duktile og sprøe. Materialets oppførsel avhenger også av temperatur, spenningstilstand, tøyningshastighet, komponentgeometri og mikrostruktur.

Hvordan måles bruddforlengelse?

Før testen bestemmes en spesifikk temperatur på prøven. innledende målelengde L₀.
Etter at testen er utført og prøven er brutt, settes delene sammen i samsvar med kravene i testmetoden, og den endelige målelengden bestemmes. L_u.
Så basert på differansen L_u i L₀ Den prosentvise forlengelsen etter brudd beregnes.
Detaljerte regler for prøveforberedelse, måling og resultatevaluering er spesifisert i den aktuelle strekkprøvingsstandarden.

EN ISO 6892-1 standard og forlengelse A

En av de grunnleggende standardene angående statisk strekkprøving av metalliske materialer ved romtemperatur er det EN ISO 6892-1.
Standarden spesifiserer blant annet prinsippene for å utføre testen og bestemme mekaniske parametere, inkludert forlengelse etter brudd.
Når du bruker materialdata, vær alltid oppmerksom på spesifikk materialstandard og teststandard, ettersom kravene kan avhenge av produktets form og testmetoden.

Hva er forlengelsen av A avhengig av?

Forlengelsesverdien kan blant annet avhenge av:

materialets type og kjemiske sammensetning,
mikrostrukturer,
varmebehandling,
grad av tøyningsherding,
testtemperaturer,
tøyningshastigheter,
eksempelgeometri,
innledende målelengde,
produktets tykkelse og form,
retning for prøvetaking.

Derfor bør ikke A-verdier fra forskjellige kilder sammenlignes uten å sjekke forholdene de ble bestemt under.

Effekten av plastbearbeiding på forlengelse

Kaldbearbeiding fører vanligvis til deformasjonsherdingDet kan føre til en økning i flytegrensen og holdbarheten til et materiale, samtidig som det reduserer dets evne til å gjennomgå ytterligere plastisk deformasjon.
Som et resultat, med økende grad av knusing, kan forlengelsesverdien A synke.
Dette fenomenet er spesielt viktig når det gjelder svart, bånd, ledninger og kaldbearbeidede barer.

Effekt av varmebehandling på forlengelse

Obróbka cieplna kan endre forlengelsen betydelig ved å endre materialets mikrostruktur.
For eksempel gløding av deformasjonsherdet materiale kan føre til gjenoppretting av større plastisk deformasjonskapasitet.
I sin tur prosessene som øker hardhet og styrke kan føre til redusert forlengelse under visse forhold.
Derfor bør verdien av A alltid analyseres sammen med leveringstilstand og materialbehandling som er brukt.

Effekt av temperatur på forlengelse

Temperatur kan påvirke metallers duktilitet betydelig.
Ved lave temperaturer viser noen materialer begrenset evne til å gjennomgå plastisk deformasjon og er mer utsatt for sprø oppførsel.
Ved forhøyede temperaturer kan deformasjonsmekanismer endres, og verdiene til parameterne bestemt under strekkprøven kan avvike betydelig fra verdiene bestemt ved romtemperatur.
Derfor bør data spesifikke for de relevante driftsforholdene brukes når man designer komponenter som opererer ved ekstreme temperaturer.

Forlengelse av materialgodkjenningssertifikatet

I materialgodkjenningssertifikater, inkludert dokumenter som 3.1, forlengelse kan rapporteres sammen med andre strekkprøveresultater.
Et typisk sett inkluderer:

Re lub Rp0,2,
Rm,
A,
noen ganger Z,
andre parametere som kreves av den relevante materialstandarden.

Når man sjekker sertifikatet, bør man ikke bare være oppmerksom på prosentverdien, men også på forlengelsesbetegnelsen og standardkravene for det gitte produktet og dimensjonen.

Betyr en høyere forlengelse A alltid et bedre materiale?

Ikke. En større verdi av A indikerer en større permanent forlengelse av prøven under spesifikke testforhold, men det bestemmer ikke i seg selv materialets kvalitet.
Avhengig av applikasjonen kan følgende også være viktig:

Et materiale bør velges basert på det komplette settet med egenskaper som kreves for en spesifikk applikasjon.

A- og A5-utvidelse – den viktigste informasjonen

A betyr forlengelse etter brudd.
Forlengelsen er gitt i %.
A beregnes ut fra den opprinnelige og endelige målelengden på prøven.
Formelen er som følger: A = ((L_u - L₀) / L₀) × 100 %.
Forlengelse er en av de grunnleggende parameterne som beskriver et materiales evne til å gjennomgå plastisk deformasjon.
A5 er en betegnelse som ofte finnes i eldre standarder, materialdatablader og teknisk dokumentasjon.
A50 og A80 refererer til spesifikke innledende målelengder.
Resultatet A avhenger av målelengden og prøvens geometri.
Forlengelsesverdier bestemt i henhold til forskjellige prøvegeometrier bør ikke sammenlignes direkte uten å ta hensyn til testforholdene.
A er ikke det samme som Z-innsnevringen.
A er ikke det samme som Rm, Re eller Rp0,2.
Verdien av A bør analyseres sammen med de andre materialets mekaniske egenskaper.