Testilaitteet
1. Testikone
(1) Yleensä testikoneen tarkkuustason tulisi noudattaa GB/T16825.1: n vaatimuksia, ja sen tulisi olla luokan 1 tai parempia, ellei tuotelustan standardissa toisin mainita.
Testikoneen joustavuus Testilaitteiden (testikone ja kryogeeninen laite) joustavuus (itse testivoiman alla olevan laitteen siirtymäprosentti) tulisi tiedetä. Testikoneen joustavuuden mittaamiseksi jäykän näytteen tai erityisen kalibrointinäytteen tulisi kytkeä voimajärjestelmään ja matala testivoima ja testikoneen salliman maksimaalinen testivoima joustavuuden mittaamiseksi. Erilainen joustavuus voi vaikuttaa näytteen pidentymiseen ja vetolujuuteen, koska näytteessä on suurempi epäjatkuva muodonmuutos testikoneessa, jolla on vähemmän joustavuutta.
Järjestelmäsuunnittelumateriaalin lujuus nesteessä on yleensä kahdesti tai enemmän kuin huoneenlämpötilassa. Matalan lämpötilan olosuhteissa näytteille, joilla on samat geometriset mitat kiinnittimessä, termostaatti, voimajärjestelmän komponentit ja kiinnitys altistetaan suuremmille voimille. Koska monien testikoneiden kapasiteetti ei ylitä 100kN, laitteiden tulisi harkita pienten näytteiden käyttöä suunnittelussa.
Materiaalien valinta Monista materiaaleista, mukaan lukien suurin osa ferriittisistä teräksistä, tulee hauraita 4K: lla. Laitteiden vaurioiden välttämiseksi kalusteiden ja muiden lastausketjun komponenttien valmistukseen käytettyjen materiaalien tulisi olla erittäin lujaa, kovia, matalan lämpötilan seoksia. Materiaalit, joilla on alhainen lämmönjohtavuus, voivat tehokkaasti estää lämmönjohtavuuden. Austeniittinen ruostumaton teräs (022R19NI10N), martensiittinen teräs (kuten 12CR13 ruosteenkestävällä nikkelipinnoitteella), taottuja nikkelipohjaisia superseoksia ja titaaniseoksia (TC4 tai TA7) on käytetty kalusteiden, solmiotankojen ja termostaattikasteiden tuotantoon. Ei-metalliset materiaalit (kuten epoksihartsikomposiitit) ovat erinomaisia eristeitä, ja niitä voidaan käyttää puristusosien valmistamiseen.
Kohdistus tarkka järjestelmän kohdistaminen vetokokeissa on peruskeino taivutusjännityksen minimoimiseksi. Laitteita ja kalusteita on säädettävä siten, että kuorma voidaan käyttää tarkasti kalibrointinäytteeseen siten, että maksimaalinen taivutusjännitys ei ylitä 10% aksiaalikannasta. Taivutusjännityksen vähentämiseksi hyväksyttävälle tasolle termostaatin tasapainon säätelijää säätötoiminnolla on säädettävä tai etäisyysvälejä olisi käytettävä kompensoimaan säädettämättömiä termostaatteja. Pätevälle laitteelle kanta lasketaan kalibroininäytteen lukemien perusteella alemmilla ja maksimikuormilla.
Testilaitteet voidaan tarkistaa vaatimustenmukaisuuteen käyttämällä akselisymmetristä menetelmää huoneenlämpötilassa ja 4K. Laitteiden akselisymmetrisen testin suorittamiseksi näytteen koostumuksen ja termostaatin valinnan tulisi olla sama kuin todellisessa matalan lämpötilan testissä, ja näytteen dispersion tulisi olla mahdollisimman pieni. Kuormituksen aikana näyte ei saa läpäistä muovisia venyksiä rinnakkaispituudessa. Joissakin tapauksissa on tarpeen käyttää suhteellisen kovia, erittäin lujaa kalibrointinäytteitä.
1) Sylinterimäisten näytteiden osalta maksimaalinen taivutusjännitys tulisi laskea käyttämällä kolmea vastusjännitysmittaria, pidennysometriä tai kiinnitysmittareita, jotka on asennettu näytteen yhdensuuntaisen pituuden keskelle ja kehälle yhtä suuresti.
2) Näytteille, joilla on neliömäinen tai suorakaiteen muotoinen poikkileikkaus, kannat on mitattava kahden rinnakkaisen (symmetrisen) pinnan keskellä; Ohutlevynäytteille kannat tulisi mitata kahden leveän pinnan keskellä.
3) Kierteitetyille tai kiinnitetyille kalusteille seuraavia vaiheita voidaan käyttää näytteen taipuman vaikutuksen arvioimiseksi. Pitäen kiinnittimen ja vetotangon vielä kiertämällä näytettä 180 astetta, toista akselisymmetrinen mittaus ja laske sitten näytteen maksimaalinen taivutuskanta ja aksiaalikanta. Jos näytteen taipuman vaikutuksen arviointiin käytetään muita kalusteita tai yhteysmenetelmiä, tämä on huomattava raportissa.
Kun mitataan pieniä kantoja yhdessä paikassa näytteessä vetolujuudessa, kuormituksen aksiaisuus (joka voi johtua näytteen koneistamisesta) on pääkerroin, joka aiheuttaa mittausvirheitä. Siksi on tarpeen ottaa kolme tasavähvää pistettä näytteen yhdensuuntaisen pituuden (tai vähintään kaksi symmetristä pistettä, jos laite on hyvin kohdistettu) venymän mittaamiseksi erikseen. Lopuksi ilmoita kolmen tai kahden pisteen keskimääräinen kanta, joka on symmetrisesti keskittynyt näytteen rinnakkaispituuteen.
Eri kalusteet tulisi valita näytteen tyypin mukaan. Laitteiden vaurioiden välttämiseksi on valittava erityiset matalan lämpötilan kestävistä materiaaleista valmistetut matalan lämpötilan kalusteet.
Kryostaatti ja sen apulaitteet
Krytaatin kryostaatti (katso kuva 2-38) pitäisi pystyä tallentamaan nestemäistä heliumia. Nykyisten testikoneille kryostaatin kehys on erityisesti valmistettu, ja tyhjiöpullo voi ostaa kaupallisten kanavien kautta. Krytaatti voidaan varustaa nupilla kuormitussuunnan säätämisen säätämiseksi.
Tyhjiöpullo Ruostumattomasta teräksestä valmistettu tyhjiöpullot (parempi iskunkestävyys) ovat turvallisempia kuin lasi -tyhjiöpullot. Yleensä lyhytaikaisten vetokokeiden osalta yksikerroksinen nestemäinen typen tyhjiöpullo on riittävä. Tietysti voidaan käyttää myös kaksikerroksista tyhjiöpulloa, jossa ulkorakenne on täytetty nestemäisellä typellä ja sisäkerroksella, joka on täytetty nestemäisellä heliumilla.
Apuvälineiden tyhjiöpullo ja nestemäinen infuusioputki on oltava tyhjiöeriste. Siksi tarvitaan apuvälineitä, kuten tyhjiöpumppuja, korkeapaineisia ilma- ja nestemäisiä typpipulloja.
3. Nestemäisen tason indikaattori
Ennalta määrättyjen testiolosuhteiden varmistamiseksi on tarpeen ylläpitää tietty nestemäisen typen taso ympäristössä. Koska tavanomaisissa testeissä, koska näyte on täysin upotettu nestemäiseen typeen, ei ole tarpeen käyttää lämpöparia sen pintalämpötilan mittaamiseen. Indikaattoreita tai mittareita voidaan käyttää varmistamaan, että näyte on täysin upotettu nestemäiseen typeen koko testin ajan. Krytaatissa tietyissä vertailupisteissä sijaitsevia hiiliresistenssiindikaattorin kytkimiä käytetään varmistamaan, että nestemäinen taso ylläpidetään aina näytteen yläpuolella. Vaihtoehtoisesti sopivan pituuden suprajohtava vaijeri -anturi voidaan asentaa kryostaatin pystysuoraan asentoon nestetason jatkuvasti seuraamiseksi.
4. Extensometri
(1) tyyppejä minkä tahansa tyyppistä extensometriä voidaan käyttää niin kauan kuin se voi toimia normaalisti nestemäisessä typen lämpötilassa. Extensometrin tarkkuustason on noudatettava GB/T12160: n vaatimuksia. Extensometriä, jonka tarkkuus on vähintään kuin luokka 1, on käytettävä määritetyn muovin pidentymislujuuden ja epäjatkuvan vikaantuton lujuuden mittaamiseen; Muiden ominaisuuksien mittaamiseen on käytettävä laajennusmittaria, jonka tarkkuus on vähintään 2, ja suuret venymät.
Määritetyn lujuuden mittaamiseksi on suositeltavaa käyttää keskimääräistä extensometriä. On parasta asentaa tai käsitellä suoraan extensometri-spesifinen veitsen reuna näytteen yhdensuuntaiseen pituusosaan.
Kun mitataan kapasitiivisella laajennusmittarilla, on käytettävä lineaarista osaa säädettävällä herkkyydellä. Kantamittarin ympärillä olevien kuplien välttämiseksi venymämittarin lämmityspinnan vuoksi, joka vaikuttaa venymissignaaliin, venymisjärjestelmän siltajännite tulisi säätää oikein siten, että se ei vaikuta venymissignaalin mittaukseen. Testin aikana niin kauan kuin rangaismittarin ympärillä oleva lämpötila pysyy vakiona ja jännite ei ole riittävän korkea, jotta nestemäisen typen kiehuvat, venymämittarin itsekämmitys ei ole ongelma. Mittaamalla kanta 4K: lla, venymämittari voidaan sitoutua suoraan näytteen pintaan. Kun käytät venymämittareita alhaisissa lämpötiloissa, on kiinnitettävä huomiota venymämittarin, substraattimateriaalin ja liiman valintaan ja sitoutumiseen. On kuitenkin myös katsottava, että venymämittari on löysästi sidottu, kun venymä on kireä, mutta ei vielä 0. 2% muovin pidentymislujuus.
Extensometrin kalibrointi on suoritettava huoneenlämpötilassa ja 4K. 4K: n kalibrointia varten voidaan käyttää pituusmittauslaitetta, kuten mikrometrillä varustettu pystysuora teleskooppiputki. Kun matala lämpötilapää on asennettu extensometrillä, se upotetaan nestemäiseen typeen. Jos kalibrointitulos tunnetaan ja osoittautuu tarkkaan, lineaariseksi ja toistettavaksi, suora kalibrointi 4K: lla on välttämätöntä, kun laitteet voidaan rikkoutua tai korjata. Huoneen kosteuden tarkistus ennen kutakin testiä voidaan pitää epäsuorana todentamisena 4K: n kalibroinnin. On tärkeää tarkistaa säännöllisesti laajennusmittari.
Testisisältö ja tulosilmaisu
1. Näytteen asennus
Näyte on asennettu matalan lämpötilan termostaattiin. Huomaa, että instrumentin signaalilinjan tulisi olla täysin rento, niin että signaalilinjaa ei venytetä tai ryppyistä tyhjiöpullon asettamisessa tai testin aikana.
1) Keskitysprosessin aikana vetolujuus on aina pidettävä alle 1/3 materiaalin elastisesta rajasta ja ylläpidettävä sitten sopivalla voimalla varmistaakseen, että näyte pysyy keskittyneenä jäähdytysprosessin aikana.
2) Jäähdytysprosessin aikana keskittymisen ylläpitämiseksi ja näytteen hallitsemattoman kannan välttämiseksi tulisi käyttää vapaita kuormitusolosuhteita.
2. Jäähdytysprosessi
Näytteen eri osissa, extensometri ja voimajärjestelmä muodostettu jäätä voi estää nestemäisen helium -infuusioputken tai aiheuttaa epänormaalia testivoimaa. Jään muodostumisen välttämiseksi kaikki nesteet, jotka voivat tuottaa kondensaation, on poistettava laitteesta ennen jäähdytystä. Air Jet tai kuuma hiustenkuivaaja voidaan käyttää instrumentin perusteellisesti. Jos laajennusmittari on varustettu suojakotelolla, asenna extensometri siten, että neste voi virtaa vapaasti extensometrin liikealueella kuplien kiinnittymisen ja niihin liittyvän melun välttämiseksi.
Asenna tyhjiöpullo ja täytä kryostaatti nestemäisellä typellä laitteiden esilähtämiseksi. Kun kiehuminen on vähentynyt (lämpötasapaino on saavutettu), tyhjennä kaikki nestemäiset typpi kryostaatissa ja täytä sitten kryostaatti nesteellä, kunnes näyte ja kiinnitys ovat täysin upotettuja nestemäiseen typeen. Testi voidaan käynnistää sen jälkeen, kun järjestelmä saavuttaa lämpötasapainon 4K: lla. Testin aikana näyte tulisi upottaa nestemäiseen typeen. Kaasumaisella typellä on alhaisempi lämmönjohtavuus kuin nestemäisen typen. Siksi näyte tulisi upottaa kokonaan nestemäiseen typeen lämpötilan nousun vaikutuksen minimoimiseksi mekaanisten ominaisuuksien mittaamiseen.
3. Testiaste
(1) Nestemäisen typen lämpötilan pudonvaihtoehdon mittaukseen vaikuttaa testiaste. Siksi siirtymänopeus tulisi myös mitata ja ohjata testin aikana. Epäjatkuvan satoilmiön vaikutuksen vuoksi todellista testiastaa ei voida säätää tarkasti ja ylläpitää. Siksi nimellinen venymisnopeus on määritettävä. Nimellinen venymisnopeus lasketaan rinnakkaispituuden siirtymänopeuden perusteella.
Nopeusraja mitä tahansa siirtymänopeutta voidaan käyttää, jotta stressi saavuttaa puolet satolujuudesta. Sen jälkeen siirtymänopeutta tulisi ohjata siten, että nimellinen venymisnopeus ei ylitä 10- s. Suuremmat venymisnopeudet voivat aiheuttaa näytteen liiallista lämmitystä, mikä vaikuttaa materiaalin mekaanisten ominaisuuksien mittauksen tarkkuuteen.
Nopeusalue Yleensä vetolujuuksien suositeltu venymisnopeusalue 4K -lämpötilassa on 10-10-, mutta jotkut materiaalit osoittavat tietyn herkkyyden venymisnopeuden muutoksille tällä alueella. Jotkut korkean lujuuden austeniittiset teräkset osoittavat pieniä muutoksia vetolujuuksissa 10-10- S-venymisalueella, ja joillakin muilla materiaaleilla, joilla on suurempi lujuus ja lämmönjohtavuus (kuten titaaniseokset), voivat myös osoittaa samanlaisia taipumuksia. Siksi joissakin testeissä voidaan harkita erittäin alhaisia venymisnopeuksia, ja 10 on vain tässä testissä sallittu suurin venymisnopeus.
Kantanopeuden asianmukaiset muutokset ovat myös sallittuja. Esimerkiksi, jos venymä on mitattu epäjatkuvan saantolujuus, venymisnopeutta on alennettava asianmukaisesti. Jos stressi-kantakäyrän ensimmäisen Sawtoothin lähtökohta on hyvin lähellä 0. 2%: n saannon voimakkuutta, jotta vältetään konflikti saantolujuuden mittauksen kanssa, on välttämätöntä viivästyttää ensimmäisen Sawtoothin esiintymistä vähentämällä testinopeutta (katso kuva {3}}). Testin alussa voidaan käyttää alhaisempaa venymisnopeutta saantolujuuden mittaamiseksi, ja venymisnopeutta voidaan lisätä asianmukaisesti testin suorittamiseksi.
4. Alkuperäisen poikkileikkausalueen määrittäminen
Näytteen alkuperäinen poikkileikkauspinta-ala lasketaan näytteen koon sopivalla mittauksella. Käytetyn pituuttavan mittauslaitteen virheen ei pitäisi ylittää 0. 5% tai 0. 010mm, sen mukaan, kumpi on suurempi.
5. Alkuperäisen mittarin merkintä
Mustetta tai merkkiä voidaan käyttää sopivan sijainnin merkitsemiseen näytteen rinnakkaispituudessa. Merkityksen jälkeen alkuperäinen mittaripituus on mitattava tarkkuudella 0. 1 mm.
Metallien, joilla on pieni taipuisuus, merkintä pistettämällä tai piirtämällä niiden yhdensuuntaista pituutta voi aiheuttaa testivaurion stressipitoisuudesta johtuen. Tämän välttämiseksi mustetta voidaan käyttää pintapäällysteen suihkuttamiseen näytteen yhdensuuntaisen pituuden sisällä, ja sitten pinnoite voidaan raaputtaa näytteen pinnalle sopivalla aikavälillä, jotta saadaan alkuperäinen mittaripituus merkitsemään. Näytteen vaihetta tai näytteen koko pituutta voidaan käyttää myös alkuperäisenä mittarin pituutena pidentymisen laskemiseen. Tässä tapauksessa virheitä voi tapahtua mitatun poikkileikkauksen muutoksista, joten myös mittaustulokset ovat rajalliset.
6. Tavanomaisten mekaanisten ominaisuuksien määrittäminen
Murtuman A pidentymismenetelmät, määritelty muovin jatkevuus R, vetolujuus R ja poikkileikkaus kutistuminen Z ovat samat kuin huoneenlämpöisen vetokokeen, paitsi että testi on suoritettava nestemäisen typen lämpötilan (4K).
7. epäjatkuvan satolujuuden määrittäminen (R)
Epäjatkuva saantolujuus saadaan jakamalla maksimitestivoima ensimmäisen mitattavan serraation alussa stressi-venymäkäyrässä näytteen alkuperäisen poikkileikkauspinta-alan avulla.
