ASTM E2899-19e1
Método de prueba estándar para medir la tenacidad de iniciación en grietas superficiales bajo tensión y flexión

Estándar No.

ASTM E2899-19e1

Fecha de publicación

2019

Organización

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Ultima versión

ASTM E2899-19e1

Alcance

1.1 Este método de prueba describe el método para probar grietas superficiales de forma semielíptica, afiladas por fatiga, en paneles planos rectangulares sujetos a tensión o flexión que aumentan monótonamente. Las pruebas cuantifican las condiciones de la punta de la grieta al inicio de la extensión de la grieta estable o de la extensión de la grieta inestable inmediata. 1.2 Este método de prueba se aplica a las pruebas de materiales metálicos no limitados por resistencia, espesor o tenacidad. Se supone que los materiales son esencialmente homogéneos y libres de tensiones residuales. Las pruebas pueden realizarse a cualquier temperatura adecuada. Los efectos de los factores ambientales y las cargas sostenidas o cíclicas no se abordan en este método de prueba. 1.3 Este método de prueba describe todos los detalles necesarios para que el usuario pruebe el inicio de la extensión de grietas en muestras de prueba de grietas superficiales. Se proporcionan requisitos y recomendaciones específicos para equipos de prueba, instrumentación, diseño de muestras de prueba y procedimientos de prueba. 1.4 Las pruebas de muestras a escala de laboratorio con superficies agrietadas, como se describe en este método de prueba, pueden proporcionar una comprensión más precisa del desempeño estructural a escala real en presencia de grietas superficiales. Las recomendaciones proporcionadas ayudan a garantizar que los métodos y datos de prueba sean aplicables al propósito previsto. 1.5 Este método de prueba prescribe una metodología consistente para pruebas y análisis de grietas superficiales con fines de investigación y para ayudar en evaluaciones estructurales. Los métodos descritos aquí utilizan un marco basado en restricciones (1, 2)2 para evaluar el comportamiento de fractura de las grietas superficiales. NOTA 1—Marco basado en restricciones. En el contexto de este método de prueba, la restricción se utiliza como descriptor de los campos tridimensionales de tensión y deformación en las proximidades de la punta de la grieta, donde las contracciones del material debidas al efecto Poisson pueden suprimirse y, por lo tanto, producir una tensión de tracción elevada. estado de tensión (3, 4). (Ver más discusiones en Terminología e Importancia y uso). Cuando un parámetro que describe este estado de tensión, o restricción, se usa con la medida estándar de la amplitud de la tensión en la punta de la grieta (K o J), la caracterización de dos parámetros resultante amplía la capacidad. de la mecánica de fracturas para predecir con precisión la respuesta de una grieta bajo un rango más amplio de cargas. La metodología de dos parámetros produce una descripción más completa de las condiciones de la punta de la grieta al inicio de la extensión de la grieta. Los efectos de la restricción sobre la tenacidad a la fractura medida dependen del material y se rigen por los efectos del estado tensión-deformación de la punta de la grieta sobre los procesos de falla micromecánica específicos del material. Las pruebas de grietas superficiales realizadas con este método de prueba pueden ayudar a cuantificar la sensibilidad del material a los efectos de las restricciones y a establecer el grado en que la tenacidad del material se correlaciona con una caracterización de la fractura basada en restricciones. 1.6 Este método de prueba proporciona un marco cuantitativo para categorizar las condiciones de las muestras de prueba en uno de tres regímenes: (I) un régimen elástico lineal, (II) un régimen elástico-plástico o (III) un régimen de colapso en campo. Con base en esta categorización, se proporcionan técnicas de análisis y pautas para determinar un parámetro de punta de grieta aplicable para el régimen elástico lineal (K o J) o el régimen elástico-plástico (J), y un parámetro de restricción asociado. Se proporcionan recomendaciones para evaluar los datos de la prueba en el contexto de un locus de restricción de tenacidad (2). Para la carga de tensión, se puede utilizar un programa de computadora denominado TASC V1.0.2 (Herramienta para el análisis de grietas superficiales) para realizar las evaluaciones analíticas en la Sección 9, Análisis de resultados. Se dirige al usuario a otros recursos para la evaluación de la muestra de prueba en el régimen de colapso en campo cuando la deformación plástica extensa en la muestra elimina los campos identificables del frente de grieta de la mecánica de fractura. NOTA 2—TASC. El programa informático TASC está disponible sin costo alguno en https://software.nasa.gov/software/MFS-33082-1 o en https://sourceforge.net/projects/tascnasa/. El uso de TASC libera al usuario de la carga de realizar análisis únicos de elementos finitos elástico-plásticos para cada prueba realizada en el régimen elástico-plástico. Para los propósitos de esta norma, los cálculos TASC son equivalentes a los resultados del análisis de elementos finitos. Los usuarios de TASC deben seguir las metodologías del Anexo A6 para establecer los datos de entrada de las propiedades del material de análisis. La documentación sobre el desarrollo, verificación y validación de TASC se proporciona en las referencias (5, 6, 7, 8). 1.7 El diseño de muestras y los procedimientos de prueba descritos en este método de prueba se pueden aplicar a la evaluación de grietas superficiales. 1 Este método de prueba está bajo la jurisdicción del Comité E08 de ASTM sobre Fatiga y Fractura y es responsabilidad directa del Subcomité E08.07 sobre Mecánica de Fractura. Edición actual aprobada el 15 de noviembre de 2019. Publicado en enero de 2020. Aprobado originalmente en 2013. Última edición anterior aprobada en 2015 como E2899 – 15. DOI: 10.1520/E2899-19E01. 2 Los números en negrita entre paréntesis se refieren a la lista de referencias al final de este método de prueba. 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. en soldaduras; sin embargo, los métodos descritos en este método de prueba para analizar las mediciones de prueba pueden no ser aplicables. Las pruebas de fractura de soldadura generalmente tienen características complicadas más allá del alcance del análisis de datos en este método de prueba, incluidos los efectos de la tensión residual, la variabilidad microestructural y la resistencia no uniforme. Estos efectos influirán en los resultados de las pruebas y deben considerarse en la interpretación de las cantidades medidas. 1.8 Este método de prueba no está destinado a probar grietas superficiales en acero en el régimen de escisión. Estas pruebas están fuera del alcance de este método de prueba. En el Método de prueba E1921 se puede encontrar una metodología para la evaluación de la tenacidad a la fractura por escisión en aceros ferríticos sobre la región dúctil a frágil utilizando muestras C(T) y SE(B). 1.9 Unidades: los valores indicados en unidades SI deben considerarse como estándar. Los valores entre paréntesis son sólo para información. 1.10 Esta práctica puede involucrar materiales, operaciones y equipos peligrosos. 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. 1.11 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 E2899-19e1 Documento de referencia

• ASTM C1421 Métodos de prueba estándar para la determinación de la tenacidad a la fractura de cerámicas avanzadas a temperatura ambiente
• ASTM E1012 Práctica estándar para la verificación de la alineación de la muestra bajo carga de tracción
• ASTM E111 Método de prueba estándar para módulo de Young, módulo tangente y módulo de cuerda
• 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 E1921 Método de prueba estándar para la determinación de la temperatura de referencia, To, para aceros ferríticos en el rango de transición
• 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 E6 Terminología estándar relacionada con los métodos de prueba mecánica
• ASTM E647 Método de prueba estándar para medir las tasas de crecimiento de grietas por fatiga
• ASTM E740 Práctica estándar para ensayos de fracturas con muestras de tensión superficial-grietas
• ASTM E8/E8M Métodos de prueba estándar para pruebas de tensión de materiales metálicos*， 2022-05-01 Actualizar

ASTM E2899-19e1 Historia

• 2019 ASTM E2899-19e1 Método de prueba estándar para medir la tenacidad de iniciación en grietas superficiales bajo tensión y flexión
• 2019 ASTM E2899-19 Método de prueba estándar para medir la tenacidad de iniciación en grietas superficiales bajo tensión y flexión
• 2015 ASTM E2899-15 Método de prueba estándar para medir la tenacidad de iniciación en grietas superficiales bajo tensión y flexión
• 2013 ASTM E2899-13 Método de prueba estándar para medir la tenacidad de iniciación en grietas superficiales bajo tensión y flexión