IEC 61788-19:2013

Superconductivity - Part 19: Mechanical properties measurement - Room temperature tensile test of reacted Nb3Sn composite superconductors

IEC 61788-19:2013 covers a test method detailing the tensile test procedures to be carried out on reacted Cu/Nb3Sn composite superconducting wires at room temperature. The object of this test is to measure the modulus of elasticity and to determine the proof strength of the composite due to yielding of the copper and the copper tin components from the stress versus strain curve. Furthermore, the elastic limit, the tensile strength, and the elongation after fracture can be determined by means of the present method, but they are treated as optional quantities because the measured quantities of the elastic limit and the elongation after fracture have been reported to be subject to significant uncertainties according to the international round robin test. The sample covered by this test procedure should have a bare round or rectangular cross-section with an area between 0,15 mm2 and 2,0 mm2 and a copper to non-copper volume ratio of 0,2 to 1,5 and should have no insulation. Key words: supraconductivity, mechanical properties

Supraconductivité - Partie 19: Mesure des propriétés mécaniques - Essai de traction à température ambiante des supraconducteurs composites de Nb3Sn mis en réaction

La IEC 61788-19:2013 spécifie une méthode d'essai détaillant les modes opératoires d'essai de traction à exécuter à température ambiante sur des fils composites supraconducteurs de Cu/Nb3Sn mis en réaction. L'objectif de cet essai est de mesurer le module d'élasticité et de déterminer la charge d'épreuve du composite due à la déformation du cuivre et des composants en cuivre et en étain sur la courbe de contrainte en fonction de la déformation. De plus, la limite élastique, la résistance à la traction et l'allongement après fracture peuvent être déterminés par le biais de la présente méthode, mais ils sont traités comme des grandeurs facultatives, car l'essai interlaboratoire international a démontré de considérables incertitudes au sujet des valeurs mesurées pour la limite élastique et pour l'allongement après fracture. Il convient que l'échantillon couvert par la présente procédure d'essai ait une section transversale circulaire ou rectangulaire avec une surface comprise entre 0,15 mm2 et 2,0 mm2 et un rapport volumique entre le cuivre et le non-cuivre de 0,2 à 1,5. Il convient également qu'il n'ait pas d'isolation. Mots clé: supraconductivité, propriétés mécaniques

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 18-Nov-2013
• ICS: 17.220.20 - Measurement of electrical and magnetic quantities
• ICS: 29.050 - Superconductivity and conducting materials
• ICS: 31.100 - Electronic tubes
• ICS: 77.040.10 - Mechanical testing of metals
• Technical Committee: TC 90 - Superconductivity
• Drafting Committee: WG 5 - TC 90/WG 5
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 30-Nov-2013
• Completion Date: 19-Nov-2013

Standards Content (Sample)

IEC 61788-19 ®
Edition 1.0 2013-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Superconductivity –
Part 19: Mechanical properties measurement – Room temperature tensile test of
reacted Nb Sn composite superconductors
Supraconductivité –
Partie 19: Mesure des propriétés mécaniques – Essai de traction à température
ambiante des supraconducteurs composites de Nb Sn mis en réaction
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IEC 61788-19 ®
Edition 1.0 2013-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
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inside
Superconductivity –
Part 19: Mechanical properties measurement – Room temperature tensile test of

reacted Nb Sn composite superconductors

Supraconductivité –
Partie 19: Mesure des propriétés mécaniques – Essai de traction à température

ambiante des supraconducteurs composites de Nb Sn mis en réaction
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
CODE PRIX X
ICS 29.050; 77.040.10 ISBN 978-2-8322-1183-0

– 2 – 61788-19 © IEC:2013
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 8
4 Principles . 10
5 Apparatus . 10
5.1 General . 10
5.2 Testing machine. 10
5.3 Extensometer . 10
6 Specimen preparation . 10
6.1 General . 10
6.2 Length of specimen . 10
6.3 Removing insulation . 11
6.4 Determination of cross-sectional area (S ). 11
7 Testing conditions . 11
7.1 Specimen gripping . 11
7.2 Setting of extensometer . 11
7.3 Testing speed . 11
7.4 Test . 11
8 Calculation of results . 12
8.1 Modulus of elasticity (E) . 12
8.2 0,2 % proof strength (R and R ) . 13
p0,2-0 p0,2-U
9 Uncertainty of measurand . 13
10 Test report . 13
10.1 Specimen . 13
10.2 Results . 14
10.3 Test conditions . 14
Annex A (informative) Additional information relating to Clauses 1 to 10 . 16
A.1 Scope . 16
A.2 Extensometer . 16
A.2.1 Double extensometer . 16
A.2.2 Single extensometer . 17
A.3 Optical extensometers . 18
A.4 Requirements of high resolution extensometers . 19
A.5 Tensile stress R and strain A . 20
elasticmax elasticmax
A.6 Functional fitting of stress-strain curve obtained by single extensometer
and 0,2 % proof strength (R ) . 21
p0,2-F
A.7 Removing insulation . 22
A.8 Cross-sectional area determination . 22
A.9 Fixing of the reacted Nb Sn wire to the machine by two gripping
techniques . 22
A.10 Tensile strength (R ) . 23
m
A.11 Percentage elongation after fracture (A) . 24
A.12 Relative standard uncertainty . 24
A.13 Determination of modulus of elasticity E . 26
61788-19 © IEC:2013 – 3 –
A.14 Assessment on the reliability of the test equipment . 27
A.15 Reference documents . 27
Annex B (informative) Uncertainty considerations . 28
B.1 Overview . 28
B.2 Definitions . 28
B.3 Consideration of the uncertainty concept . 28
B.4 Uncertainty evaluation example for TC 90 standards . 30
B.5 Reference documents of Annex B . 31
Annex C (informative) Specific examples related to mechanical tests . 33
C.1 Overview . 33
C.2 Uncertainty of the modulus of elasticity . 33
C.3 Evaluation of sensitivity coefficients . 34
C.4 Combined standard uncertainties of each variable . 35
C.5 Uncertainty of 0,2 % proof strength R . 38
p0,2
Bibliography . 43

Figure 1 – Stress-strain curve and definition of modulus of elasticity and 0,2 % proof
strengths for Cu/Nb Sn wire . 15
Figure A.1 – Light weight ultra small twin type extensometer . 16
Figure A.2 – Low mass averaging double extensometer . 17
Figure A.3 – An example of the extensometer provided with balance weight and
vertical specimen axis . 18
Figure A.4 – Double beam laser extensometer . 19
Figure A.5 – Load versus displacement record of a reacted Nb Sn wire . 20
Figure A.6 – Stress-strain curve of a reacted Nb Sn wire . 21
Figure A.7 – Two alternatives for the gripping technique. . 23
Figure A.8 – Details of the two alternatives of the wire fixing to the machine . 23
Figure C.1 – Measured stress-strain curve . 33
Figure C.2 – Stress-strain curve . 39

Table A.1 – Standard uncertainty value results achieved on different Nb Sn wires
during the international round robin tests . 25
Table A.2 – Results of ANOVA (F-test) for the variations of E .
...