高温合金,被誉为“发动机的基石",是航空航天、能源动力等gao端装备领域重要的关键材料。其在高温、高应力等及端环境下的力学性能直接决定着装备的可靠性与寿命。室温拉伸性能作为材料最基本的力学性能指标,是评价高温合金材料品质、进行工艺优化及设计选材的重要依据。通过拉伸测试,我们可以精确获取材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等关键参数。
科准测控小编本文将围绕高温合金的室温拉伸测试,详细阐述其测试原理、遵循的标准、所需检测设备以及具体的操作流程,以期为相关领域的质量控制与材料研究提供一份清晰的实践指南。
一、 测试原理
拉伸测试的基本原理在于:对按规定形状和尺寸加工的样品(标准试样)施加一个缓慢且均匀递增的轴向拉力,直至试样被拉断。在此过程中,通过万能材料试验机连续测量并记录施加的载荷(力)和试样的相应伸长量(变形),从而绘制出应力-应变曲线。基于这条曲线,即可计算出材料的一系列强度指标和塑性指标。
1、强度指标:反映了材料抵抗变形和断裂的能力,主要包括屈服强度(材料开始发生明显塑性变形时的应力)和抗拉强度(材料在断裂前所能承受的最大应力)。
2、塑性指标:反映了材料发生塑性变形而不破坏的能力,主要包括断后伸长率和断面收缩率。
二、 测试标准
GB/T 228.1-2021《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》:这是国内进行金属材料室温拉伸测试zuiquan威和广泛采用的标准。
HB 5197-1996《金属室温拉伸试验方法》:在航空航天等特定工业领域也常作为依据。
本次测试将主要依据 GB/T 228.1-2021 标准执行。
三、 检测设备与试验条件
1、10吨万能材料试验机
2、液压夹具
对于高强度的高温合金材料,为确保试样在拉伸过程中不打滑,同时避免因应力集中而在夹持端过早断裂,采用液压夹具是理想选择。它能提供均匀且强大的夹紧力,有效保证轴向拉力的传递。
3、小变形引伸计
小变形引伸计具有高分辨率,可直接夹持在试样的平行段,准确捕捉其标距内的真实变形,这对于精确计算材料的弹性模量和屈服强度至关重要。
4、试验条件
样品名称:高温合金
试验温度:室温 (通常指23±5°C)
试验类型:拉伸
试验速度:10 mm/min (此速度通常指在塑性屈服阶段之后,横梁移动的控制速度)
四、 测试流程
步骤一、试样准备
按照GB/T 228.1标准的要求,从高温合金材料上加工制备成规定形状和尺寸的标准拉伸试样(通常为圆棒试样或板状试样)。
精确测量试样平行段的原始横截面积,并标记好原始标距。
步骤二、设备安装与初始化
开启万能材料试验机和计算机控制系统。
在试验机上安装合适的液压夹具。
将小变形引伸计小心地安装到试样的标距部分。
在软件中输入试样的原始尺寸、试验速度(10mm/min)等参数。
步骤三、装夹试样
将试样的一端放入上夹具中,启动液压系统将其夹紧。
调整下夹具位置,将试样的另一端放入并夹紧,确保试样轴线与拉力中心重合。
步骤四、进行测试
启动测试程序。试验机将开始以设定的速度施加拉力。
试验软件将实时绘制载荷-位移(或应力-应变)曲线。
当试样超过屈服阶段,进入均匀塑性变形阶段后,小心地取下引伸计,以防其损坏。后续的变形由横梁位移记录。
步骤五、测试结束与数据采集
试验持续进行,直至试样被拉断。
试验机自动停止,软件记录下最大载荷、断裂载荷等数据。
步骤六、结果分析
将拉断后的试样取出,小心地将两段拼接在一起,测量断后标距和颈缩处的最小直径,以计算断后伸长率和断面收缩率。
试验软件将根据记录的曲线和测量的数据,自动计算出材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等各项性能指标。
生成最终的测试报告。
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