Che cosa è la prova di trazione ad alta temperatura e la prova di trazione a bassa temperatura?

Nell'esperimento di meccanica dei materiali, l'attrezzatura più comunemente usata è la macchina universale di prova del materiale, che può eseguire la trazione, la compressione, la cesoia, la flessione e altre prove. Ci sono molti tipi di macchine universali di prova del materiale. Quanto segue introduce la struttura, le procedure operative e le precauzioni della macchina di prova universale idraulica comunemente usata e della macchina di prova universale elettronica del materiale.

applicazione

Le macchine di prova di trazione sono ampiamente utilizzate in metrologia e ispezione di qualità; gomma e materie plastiche; acciaio metallurgico; fabbricazione di macchinari; apparecchi elettronici; produzione automobilistica; fibre tessili e chimiche; cavi e cavi; materiali di imballaggio e alimenti; strumentazione; apparecchiature mediche; energia nucleare civile; aviazione civile; istituzioni elevate; laboratori di ricerca scientifica; ispezione e arbitrato delle merci, servizi di supervisione tecnica; materiali da costruzione e ceramica; petrolchimica e altre industrie. Il dispositivo di trazione è una parte importante dello strumento. Materiali diversi richiedono dispositivi diversi, che è anche un fattore importante per il regolare avanzamento della prova e l'accuratezza dei risultati della prova. Le macchine di prova di trazione sono ampiamente utilizzate in vari materiali come hardware, metallo, gomma e plastica, calzature, cuoio, abbigliamento, tessuti, isolanti, fili, cavi, terminali, ecc. per testare la loro resistenza alla trazione, strappo, sbucciatura, compressione, La ricerca e lo sviluppo, l'ispezione e la prova di piegatura e altri materiali sono completamente funzionali e ampiamente utilizzati. Le macchine di prova di trazione sono servo elettronico, idraulico ed elettroidraulico.

Prova di trazione ad alta temperatura

La prova di trazione ad alta temperatura è una prova di trazione eseguita ad una temperatura elevata sopra la temperatura ambiente. Nella prova di trazione ad alta temperatura, oltre a stress e deformazione, devono essere presi in considerazione anche due parametri, temperatura e tempo. La temperatura ha una grande influenza sulle proprietà di trazione ad alta temperatura, quindi i requisiti di controllo per la temperatura sono molto severi. Il campione è generalmente riscaldato da un forno elettrico e lo spazio di lavoro del forno dovrebbe avere abbastanza calore uniforme e la temperatura dovrebbe essere controllata automaticamente da uno strumento.

Natura fondamentale

Se un materiale metallico funziona ad alta temperatura, e questa temperatura non causerà il materiale a strisciare, o anche se la temperatura può avere strisciare, ma perché il tempo di lavoro è molto breve, lo strisciare non gioca un ruolo decisivo. Nei due casi sopra indicati, la prestazione misurata con forza di trazione a breve termine ad alta temperatura diventa un indice importante per misurare le proprietà meccaniche del materiale. A volte per determinare il processo di lavorazione a caldo, è anche necessario determinare l'elasticità a breve termine del materiale alla temperatura di lavoro a caldo.

Al fine di garantire la forza assiale e ridurre la dimensione del mandrino, l'esemplare di trazione ad alta temperatura è facile installare l'estensimetro. La testa del campione cilindrico deve essere collegata da un filo; la testa del campione piatto deve essere collegata da un perno. L'estensimetro ad alta temperatura di solito ha tre parti, vale a dire la parte di bloccaggio collegata con la spalla del campione, l'asta di estensione che trasmette la deformazione del campione all'esterno del forno e il trasduttore per misurare la deformazione all'esterno del forno.

controllo variabile

Nella prova di trazione ad alta temperatura, il tempo di applicazione della forza al campione, cioè la velocità di trazione, ha un effetto significativo sulle proprietà di trazione. Per questo motivo, la velocità di trazione del campione deve essere controllata entro l'intervallo specificato durante la prova di trazione ad alta temperatura. È stabilito nella norma nazionale che quando si misura la resistenza alla trazione e la forza di snervamento non proporzionale, il tasso di deformazione entro la lunghezza del campione durante il periodo di snervamento dovrebbe essere all'interno dell'intervallo di (0,001 ~ 0,005)/min e un valore costante dovrebbe essere mantenuto per quanto possibile.

Quando la velocità di deformazione non può essere controllata, la velocità di deformazione deve essere regolata per mantenere la velocità di deformazione entro 0,003/min nell'intervallo elastico, ma la velocità di deformazione non deve superare 300MPa/min. Dopo la resa o quando la resistenza alla trazione non proporzionale e la resistenza allo snervamento specificati non sono misurati, la velocità di deformazione rimane costante tra (0,02 - 0,20)/min.

Solitamente una termocoppia viene utilizzata come sensore di temperatura per rilevare la temperatura del campione. L'estremità calda della termocoppia è legata con corda di amianto e attaccata alla superficie di lavoro del campione. L'estremità fredda è condotta fuori dal forno e posta in acqua ghiacciata o nel dispositivo di compensazione zero e la sua deviazione di temperatura non deve superare ±0,5 gradi Celsius. Durante la prova di trazione ad alta temperatura, l'accuratezza dello strumento di misurazione della temperatura non dovrebbe essere inferiore a 0,1 e l'accuratezza del registratore di temperatura non dovrebbe essere inferiore a 0,5%.

Analisi delle prove

Gli indicatori di prestazione specificati nella prova di trazione ad alta temperatura dei materiali metallici sono fondamentalmente gli stessi di quelli nella prova di trazione a temperatura normale, ma generalmente i quattro indicatori di prestazione di resistenza alla trazione, resistenza allo snervamento, allungamento dopo frattura e restringimento dell'area sono misurati. A causa dell'alta temperatura e della prova di trazione breve tempo, la lunghezza della durata del carico ha un impatto significativo sulle proprietà di trazione. Quando il campione di trazione ad alta temperatura di breve tempo è rotto rapidamente, il valore di resistenza alla trazione aumenta significativamente.

Effetto durata del carico

Lo stesso vale per il punto di snervamento o lo sforzo di allungamento non proporzionale specificato. Pertanto, la norma nazionale limita rigorosamente la velocità di trazione nella prova di trazione ad alta temperatura e breve tempo. La velocità massima ammissibile di deformazione del campione è solo 1/20 di quella della prova di trazione a temperatura normale. Si stima solitamente che la durata del carico per una prova di trazione non dovrebbe essere inferiore a 15 ~ 20min. Questo deve essere rigorosamente rispettato durante la prova.

I metodi di misura di diversi indici principali della prova di trazione a breve tempo ad alta temperatura sono fondamentalmente simili a quelli a temperatura normale. Con il cambiamento di temperatura, la tendenza di cambiamento dei quattro indicatori

Variazione delle proprietà meccaniche dell'acciaio a bassa lega con temperatura di prova

L'acciaio a bassa lega mostra un picco di resistenza alla trazione a circa 200~300℃, e di conseguenza, gli indici di plasticità δ e Δ mostrano anche un trogolo nella stessa regione di temperatura. Questo è legato alla fragilità blu del materiale in questa regione. Man mano che l'elemento legante aumenta, questo picco si sposta a destra e si verifica nella regione di temperatura più elevata.

Prova di trazione a bassa temperatura

La prova di trazione a bassa temperatura è una prova di trazione eseguita a bassa temperatura al di sotto della temperatura ambiente. Nella prova di trazione a bassa temperatura, il campione e i mandrini superiori e inferiori sono immersi in un serbatoio di trazione a bassa temperatura riempito con refrigerante gassoso o liquido e il campione può anche essere raffreddato con il metodo di raffreddamento a getto a foro sottile.

Durante la prova, il campione deve essere tenuto alla temperatura di raffreddamento corrispondente per un tempo sufficiente. Quando si utilizza un mezzo di raffreddamento liquido, il tempo di attesa non deve essere inferiore a 5 minuti; quando si utilizza un mezzo di raffreddamento a gas, il tempo di conservazione non deve essere inferiore a 15 minuti. La misura della temperatura media a bassa temperatura adotta solitamente il termometro a bassa temperatura, la termocoppia a bassa temperatura e relativo indicatore automatico di registrazione.

I refrigeranti utilizzati nella prova di trazione a bassa temperatura sono solitamente ghiaccio, anidride carbonica solida (ghiaccio secco), azoto liquido, elio liquido, idrogeno liquido, ecc L'agente di tempra usa solitamente cloruro di sodio, cloruro di calcio, cloruro di ammina, etanolo, cloroformio, etere di petrolio, ecc.