温拉伸试验是在特定的高温环境下,对材料试样施加拉伸力,直至试样断裂,以测定材料在高温条件下的强度、塑性、弹性模量等力学性能指标的试验方法。
与常温拉伸试验相比,高温拉伸试验的主要特点在于试验环境温度较高。在高温作用下,材料的原子热运动加剧,其内部组织结构会发生变化,从而导致力学性能的改变。例如,材料的屈服强度、抗拉强度可能会降低,延伸率和断面收缩率可能会增大,同时还可能出现蠕变、疲劳等特殊的力学现象。
通过高温拉伸试验,我们可以获得材料在高温下的应力-应变曲线,从而深入了解材料的力学性能随温度的变化规律。这对于评估材料在高温工作环境下的k靠性和稳定性,以及为材料的设计、选材和工艺优化提供科学依据具有重要意义。
一、如何进行高温拉伸试验
()试验设备
进行高温拉伸试验需要一系列专门的设备,主要包括加热装置、拉伸试验机、温度测量与控制系统以及夹具等。
1、加热装置
加热装置是实现高温环境的关键部件。常见的加热装置有电阻炉、感应加热炉和辐射加热炉等。电阻炉通过电阻丝发热,成本较低,但加热速度较慢,温度均匀性相对较差;感应加热炉利用电磁感应原理快速加热,温度控制精度高,但设备成本较高;辐射加热炉以辐射方式传热,适用于较高温度的试验。
2、拉伸试验机
拉伸试验机用于对试样施加拉伸载荷,并测量加载过程中的力和位移。常见的拉伸试验机有电子w能试验机和液压w能试验机。电子w能试验机具有较高的控制精度和测量精度,适用于小载荷和高精度的试验;液压w能试验机则能够提供较大的载荷,适用于大尺寸试样和高载荷的试验。
3、温度测量与控制系统
准确测量和控制试验温度是b证高温拉伸试验结果准确性的重要环节。温度测量通常采用热电偶,如 K 型、S
型热电偶等。温度控制系统根据热电偶反馈的温度信号,调节加热装置的功率,以实现试验温度的稳定控制。
4、夹具
夹具用于夹持试样,确保在拉伸过程中试样不打滑或脱落。高温夹具需要具备良好的耐热性能和足够的夹持力,常用的材料有高温合金、陶瓷等。
(二)试验步骤
1、试样制备
首先,根据相关标准或试验要求,从原材料上截取合适尺寸和形状的试样。试样的尺寸和形状应根据材料的种类、试验目的和试验机的规格来确定。然后,对试样进行加工和表面处理,以b证试样的几何尺寸精度和表面质量。
2、安装试样
将制备好的试样放入加热装置中,并使用高温夹具将其固定在拉伸试验机的上下夹头之间。确保试样的轴线与拉伸方向一致,且试样在夹具中的夹持位置正确、牢固。
3、设定试验参数
在进行试验前,需要设定一系列试验参数,包括试验温度、拉伸速度、保温时间等。试验温度应根据材料的使用环境和试验目的来确定;拉伸速度通常根据材料的特性和试验标准选择,一般在
0.5 - 5 mm/min 之间;保温时间则根据试样的尺寸和材料的热传导性能来确定,以b证试样在试验温度下达到热平衡。
4、升温与保温
启动加热装置,将试样加热至设定温度。在升温过程中,应密切关注温度的变化,确保温度均匀上升。当试样达到设定温度后,保持一段时间,使试样内部温度均匀分布,达到热平衡状态。
5、开始试验
当试样达到热平衡后,启动拉伸试验机,按照设定的拉伸速度对试样施加拉伸载荷。在试验过程中,实时记录载荷、位移和温度等数据。
6、观察与记录
在试验过程中,应密切观察试样的变形情况、表面现象(如氧化、裂纹等),并及时记录下来。同时,注意倾听试样在拉伸过程中是否有异常声音,以判断试样是否出现异常情况。
7、试样断裂与数据处理
当试样断裂后,立即停止拉伸试验机,保存试验数据。然后,对试验数据进行处理,计算材料在高温下的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。
8、试验结束与清理
试验结束后,关闭加热装置和拉伸试验机,待试样冷却后取出。清理试验设备和夹具,为下一次试验做好准备。
来源:网络
NEWS
新闻动态service
行业解决方案