金屬高溫(wēn)蠕變及持久試(shì)驗 GB/T 2039-1997
發布日期:2019-06-27 點擊次數: 1219
蠕變持久試驗機是茄子视频泰(tài)捷的重要產品線,公司有電子式和機械式兩種(zhǒng)設備,用以幫助客戶進行金屬(shǔ)蠕變和持久性能試驗。圖為用(yòng)戶現場試用茄子视频泰捷設備。
原理(lǐ):將試樣加熱(rè)至規定溫度,沿試樣軸(zhóu)線(xiàn)方(fāng)向施加拉伸力並保持(chí)恒定,將試樣拉至規定變形量或斷裂,測定其蠕變和持久性能。
1.測定(dìng)金屬如下力學(xué)性能:
a) 穩態蠕(rú)變速率
b) 蠕(rú)變極限
c) 蠕變伸長率
d) 持久斷裂時間
e) 持久強度(dù)極限
f) 持久斷後伸長率(lǜ)及斷麵收縮率
g) 持久缺口敏感係數
2.試驗設備及儀器(qì)
2.1 試(shì)驗機在使用(yòng)範圍內(5%—100%)力值相(xiàng)對誤差應不大於±1.0%;示值相對變動 度應(yīng)不大於 1.0%,試驗(yàn)機上(shàng)下夾頭拉杆之(zhī)間的試驗力同(tóng)軸度應不超過 15%。
2.2 蠕變變形測(cè)量儀器(qì)的量小分度值應(yīng)不大於 1μm,誤(wù)差一般應不大(dà)於(yú)總蠕變伸長的
±1.0%。
2.3 測溫(wēn)熱電偶應符合 JJG141、JJG351 或 JJG368 中Ⅱ級熱電偶(ǒu)要求。
2.4 溫(wēn)度補償係統應使熱電偶冷端溫度(dù)保持恒定(dìng),允許偏(piān)差在 0.5℃之內。
2.5 溫度測量儀器的分辨率應在 0.5℃之內(nèi),誤差應不(bú)大於±1℃。
2.6 溫度控製及加熱裝置應保證在試驗期間(jiān)溫度符合表 3 要求(qiú)。
表(biǎo) 3 試驗(yàn)溫度的偏差和梯度 ℃
試驗溫度(dù) 溫度偏差 溫度梯度(dù)
<900 ±3 3
900~1100 ±4 4
注
1) 溫度梯度:試驗中任一瞬間(jiān)試樣(yàng)所(suǒ)有被測點溫度的最高值與最低值之(zhī)差。
2 )試驗溫度應包括對熱(rè)電偶及測量儀器誤差(chà)的修正。
3 )對於溫度超(chāo)過 1100℃的試驗,溫度偏差及溫(wēn)度梯度應由有關雙方協商確定。
2.7 加熱爐均溫區一般(bān)應(yīng)不小於試樣計算長度的 1.5 倍。
3 試驗過(guò)程
3.1 試(shì)驗室溫度一般(bān)應保持在 10℃~35℃之內(nèi);試驗室應遠離或隔離震源,室內嚴(yán)防震 動。
3.2 試驗前應對試樣表麵及尺寸進行檢查(chá),試樣表麵不應有劃傷或缺陷。試樣的橫(héng)截麵 尺寸應在計算長度(dù)內的兩端(duān)及中部測量,在每處(chù)相互垂直(zhí)方向上各側一次,以計算的最 小橫截麵為準。測量試樣截麵尺寸的(de)量具最小分度值應不大於 0.01mm。
3.3 計(jì)算長度等於或小於 50mm 的試樣,一般應在兩(liǎng)端各固(gù)定一支熱(rè)電偶,計算長度大 於 50mm 的試樣,應在兩端(duān)及中部各固定一支熱(rè)電(diàn)偶。對於(yú)缺(quē)口試樣,應(yīng)有一支熱電 偶固定於缺口處。熱電源工作端應緊貼試樣表(biǎo)麵(miàn),並應防止爐壁熱輻射。
3.4 對於(yú)蠕變試驗,推薦使用雙麵變形測量裝(zhuāng)置,引伸計的結構和裝卡應能真實(shí)地反映 試樣軸線(xiàn)方(fāng)向(xiàng)的伸長,並應(yīng)避免變形讀數受室溫變化和(hé)氣流的影響。試驗前用適當增量 的力檢查引伸計裝卡質量,必要時對引伸計進(jìn)行調整,使兩側變形讀(dú)數的平均值與任一 側讀數之差除以平均值的百分比不大於 15%。
3.5 試樣在(zài)加熱爐(lú)內不應受到非軸向力的作用。
3.6 升溫前,可對試樣施(shī)加初始力,此力值應(yīng)不大於總試驗力的 10%,且(qiě)應力不超(chāo)過
10N/mm2。
3.7 將試樣(yàng)加熱至規定(dìng)溫度的時間一般(bān)為(wéi) 2h~8h,溫(wēn)度保持時間(jiān)在 1h~24h。在升溫及保 溫期間,不應超過(guò)規定溫度上限(xiàn)。對於升溫(wēn)及保溫時間應做記錄。
3.8 達到保溫時間後(hòu),平穩地施加試驗力。對於蠕變試驗,應將砝碼分成適當級數,記 錄施加每級力的變形值,在力一伸長曲線上求得彈性變形及超始塑性變(biàn)形值,見圖 7。
3.9 建議對試驗溫度自動記錄,溫度測量間隔應保證在整(zhěng)個試驗期間溫度符合 6.6 條要
求。
3.10 蠕變(biàn)變形的記錄應保證明確地繪出蠕變曲線。
3.11 試(shì)驗中因故中途停試時,建議在試樣上保持試驗力。但應避免由(yóu)於低溫收縮而導致 試樣上的力超(chāo)過規定值。當重新試驗時,達到規定溫度並保溫度並保溫後開始(shǐ)記錄。
3.12 建議試驗累積時間(jiān)用誤差不大於±0.2%的計時器自動記(jì)錄。
3.13 達到規定時間時,對於不能采用分級加力記錄變形的蠕變試(shì)驗,卸除主試驗力後要 繼續測量滯(zhì)彈變(biàn)形,直至基本回複(fù)為上,見圖 8。
3.14 試驗機應定期按 JJG276 進行檢定,檢定周期一(yī)般為(wéi)一(yī)年,對於超過一年的長時間 試驗,應在試(shì)驗(yàn)結束時檢定試驗機。
3.15 蠕變極(jí)限的測定 在四個以上適當的應力(lì)水(shuǐ)平進行等溫蠕變試驗,建議每個應力水平做出三個數據,
在單對數或雙對數坐標上用作圖法或最小二乘法(fǎ)繪製出(chū)應力-蠕變伸長率或應力-穩態 蠕變速率關係曲線。用內插法或外推法求出蠕變極限(xiàn)。
3.16 持久強度(dù)極限的測定 在五(wǔ)個以上適當(dāng)的應力水平進行等溫持久試驗,建議至少有三個應力水平每組做出三
個數據,在單對數(shù)或雙對數(shù)坐標上用作圖(tú)法或最小二乘法繪製出應力-斷裂時間曲線。 用內(nèi)插法或外推法求出持久(jiǔ)強度極限。
3.17 蠕變或持久強度極限與溫度的(de)關係至少用三個溫度確定。
3.18 對隻要求(qiú)蠕變塑性伸長率的試驗,可用“標記法(fǎ)”測定,但應保(bǎo)證測量誤(wù)差(chà)在 6.2
條規定範圍內。
4 試驗結果處理
4.1 當(dāng)出現下列情況之一時,試驗結果無效,應(yīng)補做試(shì)驗。試驗結果滿足材料技術條件 要求時除外。
4.1.1 試樣(yàng)斷在標記上(shàng)或計算長度之外。
4.1.2 試樣斷(duàn)口處有明顯缺陷(xiàn)。
4.1.3 溫度超過(guò)規定範圍(wéi)上限或試樣受力異常。
4.2 持久(jiǔ)斷後伸長率及斷麵收縮率修約間隔為 1%,修約方法按 GB8170 執行。
4.3 對所(suǒ)采(cǎi)用的外推方法應(yīng)詳細地說明,外推(tuī)出(chū)的穩態蠕變(biàn)速率(lǜ)應不小於(yú)最(zuì)低蠕(rú)變速率 的十分之一(yī);外推出的時間應不大(dà)於最長試驗(yàn)時(shí)間的十倍。外推時,對於材料在溫度、 應力及時間作用下的組織變化應予充分考慮。
5 試驗報告 試驗報告應包括如下(xià)內容:
a)本國家(jiā)標準號;
b)試(shì)驗(yàn)材料牌號、爐批號及規格;
c)試樣尺寸、形狀及編號(hào);
d)試驗溫度(dù);
e)試驗應力;
f) 試驗(yàn)結果;
g)外推方法;
h)試(shì)驗日期;
i) 試驗中異常情況(kuàng)。
原理(lǐ):將試樣加熱(rè)至規定溫度,沿試樣軸(zhóu)線(xiàn)方(fāng)向施加拉伸力並保持(chí)恒定,將試樣拉至規定變形量或斷裂,測定其蠕變和持久性能。
1.測定(dìng)金屬如下力學(xué)性能:
a) 穩態蠕(rú)變速率
b) 蠕(rú)變極限
c) 蠕變伸長率
d) 持久斷裂時間
e) 持久強度(dù)極限
f) 持久斷後伸長率(lǜ)及斷麵收縮率
g) 持久缺口敏感係數
2.試驗設備及儀器(qì)
2.1 試(shì)驗機在使用(yòng)範圍內(5%—100%)力值相(xiàng)對誤差應不大於±1.0%;示值相對變動 度應(yīng)不大於 1.0%,試驗(yàn)機上(shàng)下夾頭拉杆之(zhī)間的試驗力同(tóng)軸度應不超過 15%。
2.2 蠕變變形測(cè)量儀器(qì)的量小分度值應(yīng)不大於 1μm,誤(wù)差一般應不大(dà)於(yú)總蠕變伸長的
±1.0%。
2.3 測溫(wēn)熱電偶應符合 JJG141、JJG351 或 JJG368 中Ⅱ級熱電偶(ǒu)要求。
2.4 溫(wēn)度補償係統應使熱電偶冷端溫度(dù)保持恒定(dìng),允許偏(piān)差在 0.5℃之內。
2.5 溫度測量儀器的分辨率應在 0.5℃之內(nèi),誤差應不(bú)大於±1℃。
2.6 溫度控製及加熱裝置應保證在試驗期間(jiān)溫度符合表 3 要求(qiú)。
表(biǎo) 3 試驗(yàn)溫度的偏差和梯度 ℃
試驗溫度(dù) 溫度偏差 溫度梯度(dù)
<900 ±3 3
900~1100 ±4 4
注
1) 溫度梯度:試驗中任一瞬間(jiān)試樣(yàng)所(suǒ)有被測點溫度的最高值與最低值之(zhī)差。
2 )試驗溫度應包括對熱(rè)電偶及測量儀器誤差(chà)的修正。
3 )對於溫度超(chāo)過 1100℃的試驗,溫度偏差及溫(wēn)度梯度應由有關雙方協商確定。
2.7 加熱爐均溫區一般(bān)應(yīng)不小於試樣計算長度的 1.5 倍。
3 試驗過(guò)程
3.1 試(shì)驗室溫度一般(bān)應保持在 10℃~35℃之內(nèi);試驗室應遠離或隔離震源,室內嚴(yán)防震 動。
3.2 試驗前應對試樣表麵及尺寸進行檢查(chá),試樣表麵不應有劃傷或缺陷。試樣的橫(héng)截麵 尺寸應在計算長度(dù)內的兩端(duān)及中部測量,在每處(chù)相互垂直(zhí)方向上各側一次,以計算的最 小橫截麵為準。測量試樣截麵尺寸的(de)量具最小分度值應不大於 0.01mm。
3.3 計(jì)算長度等於或小於 50mm 的試樣,一般應在兩(liǎng)端各固(gù)定一支熱(rè)電偶,計算長度大 於 50mm 的試樣,應在兩端(duān)及中部各固定一支熱(rè)電(diàn)偶。對於(yú)缺(quē)口試樣,應(yīng)有一支熱電 偶固定於缺口處。熱電源工作端應緊貼試樣表(biǎo)麵(miàn),並應防止爐壁熱輻射。
3.4 對於(yú)蠕變試驗,推薦使用雙麵變形測量裝(zhuāng)置,引伸計的結構和裝卡應能真實(shí)地反映 試樣軸線(xiàn)方(fāng)向(xiàng)的伸長,並應(yīng)避免變形讀數受室溫變化和(hé)氣流的影響。試驗前用適當增量 的力檢查引伸計裝卡質量,必要時對引伸計進(jìn)行調整,使兩側變形讀(dú)數的平均值與任一 側讀數之差除以平均值的百分比不大於 15%。
3.5 試樣在(zài)加熱爐(lú)內不應受到非軸向力的作用。
3.6 升溫前,可對試樣施(shī)加初始力,此力值應(yīng)不大於總試驗力的 10%,且(qiě)應力不超(chāo)過
10N/mm2。
3.7 將試樣(yàng)加熱至規定(dìng)溫度的時間一般(bān)為(wéi) 2h~8h,溫(wēn)度保持時間(jiān)在 1h~24h。在升溫及保 溫期間,不應超過(guò)規定溫度上限(xiàn)。對於升溫(wēn)及保溫時間應做記錄。
3.8 達到保溫時間後(hòu),平穩地施加試驗力。對於蠕變試驗,應將砝碼分成適當級數,記 錄施加每級力的變形值,在力一伸長曲線上求得彈性變形及超始塑性變(biàn)形值,見圖 7。
3.9 建議對試驗溫度自動記錄,溫度測量間隔應保證在整(zhěng)個試驗期間溫度符合 6.6 條要
求。
3.10 蠕變(biàn)變形的記錄應保證明確地繪出蠕變曲線。
3.11 試(shì)驗中因故中途停試時,建議在試樣上保持試驗力。但應避免由(yóu)於低溫收縮而導致 試樣上的力超(chāo)過規定值。當重新試驗時,達到規定溫度並保溫度並保溫後開始(shǐ)記錄。
3.12 建議試驗累積時間(jiān)用誤差不大於±0.2%的計時器自動記(jì)錄。
3.13 達到規定時間時,對於不能采用分級加力記錄變形的蠕變試(shì)驗,卸除主試驗力後要 繼續測量滯(zhì)彈變(biàn)形,直至基本回複(fù)為上,見圖 8。
3.14 試驗機應定期按 JJG276 進行檢定,檢定周期一(yī)般為(wéi)一(yī)年,對於超過一年的長時間 試驗,應在試(shì)驗(yàn)結束時檢定試驗機。
3.15 蠕變極(jí)限的測定 在四個以上適當的應力(lì)水(shuǐ)平進行等溫蠕變試驗,建議每個應力水平做出三個數據,
在單對數或雙對數坐標上用作圖法或最小二乘法(fǎ)繪製出(chū)應力-蠕變伸長率或應力-穩態 蠕變速率關係曲線。用內插法或外推法求出蠕變極限(xiàn)。
3.16 持久強度(dù)極限的測定 在五(wǔ)個以上適當(dāng)的應力水平進行等溫持久試驗,建議至少有三個應力水平每組做出三
個數據,在單對數(shù)或雙對數(shù)坐標上用作圖(tú)法或最小二乘法繪製出應力-斷裂時間曲線。 用內(nèi)插法或外推法求出持久(jiǔ)強度極限。
3.17 蠕變或持久強度極限與溫度的(de)關係至少用三個溫度確定。
3.18 對隻要求(qiú)蠕變塑性伸長率的試驗,可用“標記法(fǎ)”測定,但應保(bǎo)證測量誤(wù)差(chà)在 6.2
條規定範圍內。
4 試驗結果處理
4.1 當(dāng)出現下列情況之一時,試驗結果無效,應(yīng)補做試(shì)驗。試驗結果滿足材料技術條件 要求時除外。
4.1.1 試樣(yàng)斷在標記上(shàng)或計算長度之外。
4.1.2 試樣斷(duàn)口處有明顯缺陷(xiàn)。
4.1.3 溫度超過(guò)規定範圍(wéi)上限或試樣受力異常。
4.2 持久(jiǔ)斷後伸長率及斷麵收縮率修約間隔為 1%,修約方法按 GB8170 執行。
4.3 對所(suǒ)采(cǎi)用的外推方法應(yīng)詳細地說明,外推(tuī)出(chū)的穩態蠕變(biàn)速率(lǜ)應不小於(yú)最(zuì)低蠕(rú)變速率 的十分之一(yī);外推出的時間應不大(dà)於最長試驗(yàn)時(shí)間的十倍。外推時,對於材料在溫度、 應力及時間作用下的組織變化應予充分考慮。
5 試驗報告 試驗報告應包括如下(xià)內容:
a)本國家(jiā)標準號;
b)試(shì)驗(yàn)材料牌號、爐批號及規格;
c)試樣尺寸、形狀及編號(hào);
d)試驗溫度(dù);
e)試驗應力;
f) 試驗(yàn)結果;
g)外推方法;
h)試(shì)驗日期;
i) 試驗中異常情況(kuàng)。

