ASTM E1921-23
Método de prueba estándar para la determinación de la temperatura de referencia, T0, para aceros ferríticos en el rango de transición

Estándar No.

ASTM E1921-23

Fecha de publicación

2023

Organización

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Ultima versión

ASTM E1921-23

Alcance

1.1 Este método de prueba cubre la determinación de una temperatura de referencia, T0, que caracteriza la tenacidad a la fractura de aceros ferríticos que experimentan el inicio del agrietamiento por escisión en inestabilidades KJc elásticas o elástico-plásticas, o ambas. Los tipos específicos de aceros ferríticos (3.2.2) cubiertos son aquellos con límites elásticos que van desde 275 MPa a 825 MPa (40 ksi a 120 ksi) y metales de soldadura, después del recocido para alivio de tensiones, que tienen un desajuste de resistencia del 10 % o menos en relación con al del metal base. 1.2 Las muestras cubiertas son barras curvadas con muesca de un solo filo, prefisuradas por fatiga, SE(B), y muestras de tensión compactas estándar o en forma de disco, C(T) o DC(T). Se recomienda una variedad de tamaños de muestras con dimensiones proporcionales. La dimensión en la que se basa la proporcionalidad es el espesor de la muestra. 1.3 Los valores medios de KJc tienden a variar con el tipo de muestra a una temperatura de prueba determinada, presumiblemente debido a diferencias de restricción entre las muestras de prueba permitidas en 1.2. Se predice analíticamente que el grado de variabilidad de KJc entre los tipos de muestras es una función de las propiedades de flujo del material (1)2 y disminuye al aumentar la capacidad de endurecimiento por deformación para un material con límite elástico determinado. Esta dependencia de KJc conduce en última instancia a discrepancias en los valores T0 calculados en función del tipo de muestra para el mismo material. Se espera que los valores T0 obtenidos de muestras C(T) sean superiores a los valores T0 obtenidos de muestras SE(B). Las comparaciones de mejores estimaciones de varios materiales indican que la diferencia promedio entre los valores T0 derivados de C(T) y SE(B) es de aproximadamente 10°C (2). También se han registrado diferencias C(T) y SE(B) T0 de hasta 15 °C (3). Sin embargo, las comparaciones de conjuntos de datos pequeños e individuales pueden no revelar necesariamente esta tendencia promedio. Los conjuntos de datos que contienen muestras C(T) y SE(B) pueden generar resultados T0 que se encuentren entre los valores T0 calculados utilizando únicamente muestras C(T) o SE(B). Por lo tanto, se recomienda encarecidamente que se informe el tipo de muestra junto con el valor T0 derivado en todos los informes, análisis y discusiones de resultados. Este informe recomendado se suma a los requisitos de 11.1.1. 1.4 Se establecen requisitos sobre el tamaño de la muestra y el número de pruebas repetidas que se necesitan para establecer una caracterización aceptable de las poblaciones de datos de KJc. 1,5 T0 depende de la tasa de carga. T0 se evalúa para un rango de velocidad de carga cuasiestático con 0,1 < dK/dt < 2 MPa√m/s. Se pueden analizar muestras cargadas lentamente (dK/dt < 0,1 MPa√m) si se sabe que los efectos ambientales son insignificantes. También se prevén tasas de carga más altas (dK/dt > 2 MPa√m/s) en el anexo A1. Tenga en cuenta que esta tasa de carga umbral para la aplicación del Anexo A1 es un umbral mucho más bajo que el requerido en otros métodos de prueba de tenacidad a la fractura como E399 y E1820. 1.6 Los efectos estadísticos del tamaño de la muestra sobre KJc en el rango de transición se tratan utilizando la teoría del vínculo más débil (4) aplicada a una distribución Weibull de tres parámetros de valores de tenacidad a la fractura. Se especifica un límite en los valores de KJc, en relación con el tamaño de la muestra, para garantizar condiciones de alta restricción a lo largo del frente de la grieta en el momento de la fractura. Para algunos materiales, particularmente aquellos con bajo endurecimiento por deformación, este límite puede no ser suficiente para garantizar que un solo parámetro (KJc) describa adecuadamente el estado de deformación del frente de grieta (5). 1.7 Se emplean métodos estadísticos para predecir la curva de tenacidad de transición y los límites de tolerancia especificados para muestras 1T del material probado. La desviación estándar de la distribución de datos es función de la pendiente de Weibull y la mediana KJc. Se prescribe el procedimiento para aplicar esta información al establecimiento de determinaciones de cambios de temperatura de transición y al establecimiento de límites de tolerancia. 1.8 Los procedimientos descritos en este método de prueba suponen que el conjunto de datos representa un material macroscópicamente homogéneo, de modo que el material de prueba tiene propiedades uniformes de tracción y tenacidad. La aplicación de este método de prueba a un material no homogéneo dará como resultado una estimación inexacta del valor de referencia de transición T0 y límites de confianza no conservadores. Por ejemplo, las soldaduras de múltiples pasadas pueden crear zonas frágiles y afectadas por el calor con propiedades localizadas que están 1 Este método de prueba está bajo la jurisdicción del Comité ASTM E08 sobre Fatiga y Fractura y es responsabilidad directa del E08.07 sobre Mecánica de Fractura. Edición actual aprobada el 1 de junio de 2023. Publicado en julio de 2023. Aprobado originalmente en 1997. Última edición anterior aprobada en 2022 como E1921 – 22a. DOI: 10.1520/E1921-23. 2 Los números en negrita entre paréntesis se refieren a la lista de referencias al final de esta norma. Copyright © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959. Estados Unidos Esta norma internacional fue desarrollada de acuerdo con los principios internacionalmente reconocidos sobre estandarización establecidos en la Decisión sobre Principios para el Desarrollo de Normas, Guías y Recomendaciones Internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio. 1 bastante diferente de los materiales a granel o de soldadura. Los aceros de sección gruesa también suelen presentar alguna variación en las propiedades cerca de las superficies. Es posible que sea necesario realizar una metalografía y un examen inicial para verificar la aplicabilidad de estos y otros materiales de clasificación similar. La Sección 10.6 proporciona un criterio de selección para evaluar si el conjunto de datos puede no ser representativo de un material macroscópicamente homogéneo y, por lo tanto, puede no ser susceptible de los procedimientos de análisis estadístico empleados en este método de prueba. Si el conjunto de datos no cumple con el criterio de selección en 10.6, la homogeneidad del material y su tenacidad a la fractura se pueden evaluar con mayor precisión utilizando los métodos de análisis descritos en el Apéndice X5. 1.9 Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad, salud y medio ambiente y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. 1.10 Esta norma internacional fue desarrollada de acuerdo con los principios internacionalmente reconocidos sobre estandarización establecidos en la Decisión sobre Principios para el Desarrollo de Normas, Guías y Recomendaciones Internacionales emitida por el Comité de Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) de la Organización Mundial del Comercio.

ASTM E1921-23 Documento de referencia

• ASTM E111 Método de prueba estándar para módulo de Young, módulo tangente y módulo de cuerda
• ASTM E177 Práctica estándar para el uso de los términos precisión y sesgo en los métodos de prueba ASTM
• ASTM E1820 Método de prueba estándar para medir la tenacidad a la fractura
• ASTM E1823 Terminología estándar relacionada con las pruebas de fatiga y fractura
• ASTM E208 Método de prueba estándar para realizar una prueba de caída de peso para determinar la temperatura de transición de ductilidad nula de aceros ferríticos
• ASTM E23 Método de prueba estándar para pruebas de impacto con barras con muescas de materiales metálicos
• ASTM E399 Método de prueba estándar para la tenacidad a la fractura por deformación plana de materiales metálicos
• ASTM E4 Prácticas estándar para la verificación de fuerza de máquinas de prueba
• ASTM E436 Método de prueba estándar para pruebas de desgarro por caída de peso de aceros ferríticos
• ASTM E561 Práctica estándar para la determinación de la curva R
• ASTM E691 Práctica estándar para realizar un estudio entre laboratorios para determinar la precisión de un método de prueba
• ASTM E74 Prácticas estándar de calibración y verificación de instrumentos de medición de fuerza
• ASTM E8/E8M Métodos de prueba estándar para pruebas de tensión de materiales metálicos

ASTM E1921-23 Historia

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• 2003 ASTM E1921-03 Método de prueba estándar para la determinación de la temperatura de referencia, To'', para aceros ferríticos en el rango de transición
• 2002 ASTM E1921-02 Método de prueba estándar para la determinación de la temperatura de referencia, To, para aceros ferríticos en el rango de transición
• 1997 ASTM E1921-97 Método de prueba estándar para la determinación de la temperatura de referencia, To, para aceros ferríticos en el rango de transición