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金属高温蠕变及持久试验 GB/T 2039-1997

发布日期:2019-06-27  点击次数: 1049
蠕变持久试验机是三思泰捷的重要产品线,公司有电子式和机械式两种设备,用以帮助客户进行金属蠕变和持久性能试验。图为用户现场试用三思泰捷设备。

原理:将试样加热至规定温度,沿试样轴线方向施加拉伸力并保持恒定,将试样拉至规定变形量或断裂,测定其蠕变和持久性能。

1.测定金属如下力学性能:
a)  稳态蠕变速率
b)  蠕变极限
c)  蠕变伸长率
d)  持久断裂时间
e)  持久强度极限
f)  持久断后伸长率及断面收缩率
g)  持久缺口敏感系数

2.试验设备及仪器
2.1  试验机在使用范围内(5%—100%)力值相对误差应不大于±1.0%;示值相对变动 度应不大于 1.0%,试验机上下夹头拉杆之间的试验力同轴度应不超过 15%。
2.2 蠕变变形测量仪器的量小分度值应不大于 1μm,误差一般应不大于总蠕变伸长的
±1.0%。
2.3 测温热电偶应符合 JJG141、JJG351 或 JJG368 中Ⅱ级热电偶要求。
2.4 温度补偿系统应使热电偶冷端温度保持恒定,允许偏差在 0.5℃之内。
2.5 温度测量仪器的分辨率应在 0.5℃之内,误差应不大于±1℃。
2.6 温度控制及加热装置应保证在试验期间温度符合表 3 要求。

表 3  试验温度的偏差和梯度 ℃

试验温度 温度偏差 温度梯度
<900           ±3           3
900~1100   ±4           4

1) 温度梯度:试验中任一瞬间试样所有被测点温度的最高值与最低值之差。
2 )试验温度应包括对热电偶及测量仪器误差的修正。
3 )对于温度超过 1100℃的试验,温度偏差及温度梯度应由有关双方协商确定。

2.7 加热炉均温区一般应不小于试样计算长度的 1.5 倍。

3 试验过程
3.1 试验室温度一般应保持在 10℃~35℃之内;试验室应远离或隔离震源,室内严防震 动。
3.2 试验前应对试样表面及尺寸进行检查,试样表面不应有划伤或缺陷。试样的横截面 尺寸应在计算长度内的两端及中部测量,在每处相互垂直方向上各侧一次,以计算的最 小横截面为准。测量试样截面尺寸的量具最小分度值应不大于 0.01mm。
3.3 计算长度等于或小于 50mm 的试样,一般应在两端各固定一支热电偶,计算长度大 于 50mm 的试样,应在两端及中部各固定一支热电偶。对于缺口试样,应有一支热电 偶固定于缺口处。热电源工作端应紧贴试样表面,并应防止炉壁热辐射。
3.4 对于蠕变试验,推荐使用双面变形测量装置,引伸计的结构和装卡应能真实地反映 试样轴线方向的伸长,并应避免变形读数受室温变化和气流的影响。试验前用适当增量 的力检查引伸计装卡质量,必要时对引伸计进行调整,使两侧变形读数的平均值与任一 侧读数之差除以平均值的百分比不大于 15%。
3.5 试样在加热炉内不应受到非轴向力的作用。
3.6  升温前,可对试样施加初始力,此力值应不大于总试验力的 10%,且应力不超过
10N/mm2。
3.7 将试样加热至规定温度的时间一般为 2h~8h,温度保持时间在 1h~24h。在升温及保 温期间,不应超过规定温度上限。对于升温及保温时间应做记录。
3.8 达到保温时间后,平稳地施加试验力。对于蠕变试验,应将砝码分成适当级数,记 录施加每级力的变形值,在力一伸长曲线上求得弹性变形及超始塑性变形值,见图 7。
3.9 建议对试验温度自动记录,温度测量间隔应保证在整个试验期间温度符合 6.6 条要

求。
3.10 蠕变变形的记录应保证明确地绘出蠕变曲线。
3.11 试验中因故中途停试时,建议在试样上保持试验力。但应避免由于低温收缩而导致 试样上的力超过规定值。当重新试验时,达到规定温度并保温度并保温后开始记录。
3.12 建议试验累积时间用误差不大于±0.2%的计时器自动记录。
3.13 达到规定时间时,对于不能采用分级加力记录变形的蠕变试验,卸除主试验力后要 继续测量滞弹变形,直至基本回复为上,见图 8。
3.14 试验机应定期按 JJG276 进行检定,检定周期一般为一年,对于超过一年的长时间 试验,应在试验结束时检定试验机。

3.15 蠕变极限的测定 在四个以上适当的应力水平进行等温蠕变试验,建议每个应力水平做出三个数据,
在单对数或双对数坐标上用作图法或最小二乘法绘制出应力-蠕变伸长率或应力-稳态 蠕变速率关系曲线。用内插法或外推法求出蠕变极限。
3.16 持久强度极限的测定 在五个以上适当的应力水平进行等温持久试验,建议至少有三个应力水平每组做出三

个数据,在单对数或双对数坐标上用作图法或最小二乘法绘制出应力-断裂时间曲线。 用内插法或外推法求出持久强度极限。
3.17 蠕变或持久强度极限与温度的关系至少用三个温度确定。
3.18 对只要求蠕变塑性伸长率的试验,可用“标记法”测定,但应保证测量误差在 6.2
条规定范围内。

4  试验结果处理
4.1 当出现下列情况之一时,试验结果无效,应补做试验。试验结果满足材料技术条件 要求时除外。
4.1.1 试样断在标记上或计算长度之外。
4.1.2 试样断口处有明显缺陷。
4.1.3 温度超过规定范围上限或试样受力异常。
4.2 持久断后伸长率及断面收缩率修约间隔为 1%,修约方法按 GB8170 执行。
4.3 对所采用的外推方法应详细地说明,外推出的稳态蠕变速率应不小于最低蠕变速率 的十分之一;外推出的时间应不大于最长试验时间的十倍。外推时,对于材料在温度、 应力及时间作用下的组织变化应予充分考虑。

5  试验报告 试验报告应包括如下内容:
a)本国家标准号;
b)试验材料牌号、炉批号及规格;
c)试样尺寸、形状及编号;
d)试验温度;
e)试验应力;
f) 试验结果;
g)外推方法;
h)试验日期;
i) 试验中异常情况。

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