O que é o teste elástico de alta temperatura e o teste elástico de baixa temperatura?

No experimento de mecânica de material, o equipamento mais comumente usado é a máquina de teste de material universal, que pode executar ensaios de tração, compressão, cisalhamento, dobra e outros. Existem muitos tipos de máquinas de teste de material universal. O seguinte introduz a estrutura, os procedimentos de operação e as precauções da máquina de teste universal hidráulica comumente usada e da máquina de teste universal eletrônica do material.

aplicação

As máquinas de teste elásticas são amplamente utilizadas na metrologia e na inspeção da qualidade; Borracha e plásticos; Aço metalúrgico; Fabricação de máquinas; Aparelhos electrónicos; Produção automóvel; Fibras têxteis e químicas; Fio e cabo; Materiais de embalagem e géneros alimentícios; instrumentação; Equipamento médico; energia nuclear civil; Aviação civil; Instituições elevadas; Laboratórios de investigação científica; inspeção e arbitragem de mercadorias, departamentos de supervisão técnica; Materiais de construção e cerâmica; indústrias petroquímicas e outras. O dispositivo elástico é uma parte importante do instrumento. Materiais diferentes exigem dispositivos elétricos diferentes, que também é um fator importante para o progresso suave do teste e a precisão dos resultados do teste. As máquinas de teste elásticas são amplamente utilizadas em vários materiais tais como hardware, metal, borracha e plástico, calçados, couro, roupas, têxteis, isoladores, fios, cabos, terminais, etc. para testar sua tração, rasgo, descascamento, compressão, A pesquisa e desenvolvimento, inspeção e testes de dobra e outros materiais são totalmente funcionais e amplamente utilizados. As máquinas de teste elásticas são servo eletrônico, hidráulico e eletro-hidráulico.

Ensaio de tração a altas temperaturas

O teste elástico de alta temperatura é um teste elástico realizado a uma alta temperatura acima da temperatura ambiente. No teste de tração de alta temperatura, além de tensão e deformação, dois parâmetros, temperatura e tempo, também devem ser considerados. A temperatura tem uma grande influência nas propriedades elásticas de alta temperatura, assim que os requisitos de controle para a temperatura são muito rigorosos. A amostra é geralmente aquecida por um forno elétrico, e o espaço de trabalho do forno deve ter calor uniforme suficiente, e a temperatura deve ser controlada automaticamente por um instrumento.

Natureza básica

Se um material metálico funciona em alta temperatura, e essa temperatura não fará com que o material flua, ou embora a temperatura possa ter fluência, mas como o tempo de trabalho é muito curto, a fluência não desempenha um papel decisivo. Nos dois casos acima, o desempenho medido pela força de tração a curto prazo em alta temperatura torna-se um índice importante para medir as propriedades mecânicas do material. Às vezes, a fim de determinar o processo de trabalho quente, também é necessário determinar a elasticidade de curto prazo do material na temperatura de trabalho quente.

A fim garantir a força axial e reduzir o tamanho do mandril, o espécime elástico de alta temperatura é fácil de instalar o extensômetro. A cabeça do espécime cilíndrico deve ser ligada por um fio; A cabeça do espécime plano deve ser ligada por um pino. O extensômetro de alta temperatura geralmente tem três partes, ou seja, a parte de aperto conectada com o ombro da amostra, a haste de extensão que transmite a deformação da amostra para o exterior do forno, e o transdutor para medir a deformação fora do forno.

controlo variável

No teste elástico de alta temperatura, o tempo de aplicar a força à amostra, isto é, a velocidade elástica, tem um efeito significativo nas propriedades elásticas. Por esta razão, a velocidade de tracção da amostra deve ser controlada dentro da gama especificada durante o ensaio de tracção a altas temperaturas. É estipulado no padrão nacional que ao medir a resistência à tração não proporcional e a resistência ao escoamento, a taxa de deformação dentro do comprimento do calibre do espécime durante o período de escoamento deve estar dentro da faixa de (0,001~0,005)/min, e um valor constante deve ser mantido tanto quanto possível.

Quando a taxa de deformação não pode ser controlada, a taxa de tensão deve ser ajustada para manter a taxa de deformação dentro de 0,003/min na faixa elástica, mas a taxa de tensão não deve exceder 300MPa/min. Uma taxa de deformação intermediária foi usada para o teste de arbitragem. Após o escoamento ou quando a resistência à tração não proporcional especificada e a resistência ao escoamento não são medidas, a taxa de deformação permanece constante entre (0,02 a 0,20)/min.

Geralmente um termopar é usado como um sensor de temperatura para detectar a temperatura da amostra. A extremidade quente do termopar é amarrada com corda de amianto e anexada à superfície de trabalho da amostra. A extremidade fria é conduzida para fora do forno e colocada em água gelada ou no dispositivo de compensação zero, e seu desvio de temperatura não deve exceder ± 0,5 graus Celsius. Durante o teste de tração de alta temperatura, a precisão do instrumento de medição de temperatura não deve ser inferior a 0,1, e a precisão do gravador de temperatura não deve ser inferior a 0,5%.

Análise do ensaio

Os indicadores de desempenho especificados no teste elástico de alta temperatura de materiais metálicos são basicamente os mesmos que aqueles no teste elástico de temperatura normal, mas geralmente os quatro indicadores de desempenho de resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento após fratura e encolhimento da área são medidos. Devido ao teste de tração de alta temperatura e curto tempo, o comprimento da duração da carga tem um impacto significativo nas propriedades de tração. Quando o espécime elástico de alta temperatura de curto prazo é quebrado rapidamente, o valor da resistência à tração aumenta significativamente.

Efeito da Duração da Carga

O mesmo se aplica ao ponto de escoamento ou à tensão de alongamento não proporcional especificada. Portanto, o padrão nacional limita estritamente a velocidade de tração no teste de tração de alta temperatura e curto tempo. A taxa de deformação máxima admissível da amostra é de apenas 1/20 daquela no ensaio de tração à temperatura normal. Estima-se geralmente que a duração da carga para um teste de tração não deve ser inferior a 15 ~ 20min. Isto deve ser estritamente observado durante o teste.

Os métodos de medição de vários índices principais do teste de tração curto-tempo em alta temperatura são basicamente semelhantes aos da temperatura normal. Com a mudança de temperatura, a tendência de mudança dos quatro indicadores

Variação das propriedades mecânicas do aço de baixa liga com temperatura de teste

O aço de baixa liga mostra um pico de resistência à tração em cerca de 200 ~ 300℃, e correspondentemente, os índices de plasticidade δ e ψ também mostram uma calha na mesma região de temperatura. Isso está relacionado à fragilidade azul do material nesta região. À medida que o elemento de liga aumenta, esse pico muda para a direita e ocorre na região de temperatura mais alta.

Ensaio à tracção a baixa temperatura

O ensaio de tração a baixa temperatura é um ensaio de tração realizado a uma baixa temperatura abaixo da temperatura ambiente. No teste elástico de baixa temperatura, a amostra e os mandris superiores e inferiores são imersos em um tanque elástico de baixa temperatura preenchido com refrigerante gasoso ou líquido, e a amostra também pode ser resfriada pelo método de resfriamento do jato de furo fino.

Durante o teste, a amostra deve ser mantida na temperatura de resfriamento correspondente por um tempo suficiente. Quando um meio de resfriamento líquido é usado, o tempo de retenção não deve ser inferior a 5 minutos; Quando se utiliza um meio de arrefecimento a gás, o tempo de retenção não deve ser inferior a 15 minutos. A medição da temperatura média de baixa temperatura geralmente adota termômetro de baixa temperatura, termopar de baixa temperatura e indicador de gravação automática relacionado.

Os refrigerantes usados no teste elástico de baixa temperatura são geralmente gelo, dióxido de carbono sólido (gelo seco), nitrogênio líquido, hélio líquido, hidrogênio líquido, etc O agente de têmpera geralmente usa cloreto de sódio, cloreto de cálcio, cloreto de amina, etanol, clorofórmio, éter de petróleo, etc.