Bandymo įranga
1. Bandymo mašina
(1) Paprastai bandymo mašinos tikslumo lygis turėtų atitikti GB/T16825.1 reikalavimus ir turėtų būti 1 ar geresnė klasė, jei produkto standarte nenurodyta kitaip.
Bandomosios mašinos lankstumas Testo įrangos lankstumas (bandymo mašina ir kriogeninis įrenginys) (pačios įrangos poslinkio procentas po bandymo jėga) turėtų būti žinomas. Norint išmatuoti bandymo mašinos lankstumą, prie jėgos sistemos turėtų būti prijungtas tvirtas bandinys arba specialus kalibravimo pavyzdys, o lankstumui įvertinti turėtų būti taikoma maža bandymo jėga ir maksimali bandymo mašinos leidžiama bandymo jėga. Skirtingas lankstumas gali turėti įtakos bandinio pailgėjimui ir tempimui, nes bandinyje bus didesnė bandymo mašinos nepertraukiama deformacija, turinti mažiau lankstumo.
Sistemos projektavimo medžiagos stiprumas skystyje paprastai būna du kartus ar daugiau nei kambario temperatūroje. Esant žemos temperatūros sąlygoms, bandiniams, turintiems tuos pačius geometrinius armatūros matmenis, termostatas, jėgos sistemos komponentai ir armatūra turės didesnes jėgas. Kadangi daugelio bandomųjų mašinų talpa neviršija 100NK, įrangoje turėtų būti atsižvelgiama į mažų bandinių naudojimą dizaine.
Medžiagų pasirinkimas Daugybė medžiagų, įskaitant daugumą feritinių plienų, tampa trapūs 4k. Norint išvengti įrangos pažeidimo, medžiagos, naudojamos gaminti armatūros ir kitus krovimo grandinės komponentus, turėtų būti aukšto stiprumo, tvirti, žemos temperatūros lydiniai. Medžiagos, turinčios mažą šilumos laidumą, gali efektyviai užkirsti kelią šilumos laidumui. Austenitinis nerūdijantis plienas (022R19NI10N), martensitinis plienas (pvz., 12CR13 su rūdžių atsparia nikelio plokštėmis), buvo naudojami suklastotos nikelio pagrindu pagaminti super lydiniai ir titano lydiniai (TC4 arba TA7), kad būtų galima gaminti tvirtinimus, kaklaraiščius ir termostato rėmus. Nemetalinės medžiagos (tokios kaip epoksidinės dervos kompozitai) yra puikūs izoliatoriai ir gali būti naudojamos suspaudimo dalims gaminti.
Lyginimo tikslus sistemos suderinimas atliekant tempimo bandymus yra pagrindinė priemonė mažinti lenkimo deformaciją. Įranga ir armatūra turėtų būti sureguliuoti taip, kad apkrovą būtų galima tiksliai pritaikyti kalibravimo mėginyje taip, kad maksimalus lenkimo kamienas neviršytų 10% ašinio padermės. Norint sumažinti lenkimo kamieną iki priimtino lygio, turėtų būti sureguliuotas termostato balanso reguliatorius su reguliavimo funkcija arba norint kompensuoti nereguliuojamus termostatus, turėtų būti naudojamas tarpas. Kvalifikuotai įrangai deformacija apskaičiuojama remiantis kalibravimo bandinio rodmenimis esant žemesnėms ir maksimalioms apkrovoms.
Bandymo įrangą galima patikrinti, ar atitiktis, naudojant ašimetrinį metodą kambario temperatūroje ir 4K. Norint užbaigti ašimetrinį įrangos bandymą, bandinio sudėtis ir termostato pasirinkimas turėtų būti toks pat kaip ir atliekant tikrąjį žemos temperatūros bandymą, o bandinio dispersija turėtų būti kuo mažesnė. Pakrovimo metu bandinys neturėtų būti plastiko deformacija lygiagrečiame ilgyje. Kai kuriais atvejais būtina naudoti santykinai kietus, didelio stiprumo kalibravimo pavyzdžius.
1) Cilindriniams bandiniams maksimalus lenkimo deformacija turėtų būti apskaičiuojama naudojant tris atsparumo deformacijos matuoklius, prailginimo ar spaustuko matuoklius, įdiegtus lygiagrečio bandinio ilgio viduryje ir perimetrui vienodais intervalais.
2) pavyzdžiams su kvadratiniais ar stačiakampiais skerspjūviais reikia matuoti padermes dviejų lygiagrečių (simetriškų) veidų centre; Plonos plokštės bandiniams padermės turėtų būti matuojamos dviejų plačių veidų centre.
3) Sriegintų ar pritvirtintų armatūrų pavyzdžių įlinkio poveikiui įvertinti gali būti naudojami šie veiksmai. Laikydami armatūrą ir tempimo strypą, pasukite 180 laipsnių bandinį, pakartokite ašimetrinį matavimą, tada apskaičiuokite maksimalų bandinio lenkimo deformacijos ir ašinės deformacijos deformaciją. Jei bandinio įlinkio poveikiui įvertinti naudojami kiti armatūros metodai, tai turėtų būti pažymėta ataskaitoje.
Matuojant mažas padermes vienoje bandinio vietoje tempimo bandyme, pagrindinis faktorius, sukeliantis matavimo paklaidas, yra apkrovos ašis (kurį gali sukelti pavyzdžių apdirbimas). Todėl būtina paimti tris vienodai išdėstytus taškus ant lygiagrečio bandinio ilgio (arba bent du simetrinius taškus, jei įranga yra gerai suderinta), kad būtų galima atskirai išmatuoti deformaciją. Galiausiai pateikite vidutinį trijų ar dviejų taškų deformaciją, simetriškai nukreiptą į lygiagrečią bandinio ilgį.
Skirtingi šviestuvai turėtų būti parinkti pagal bandinio tipą. Norint išvengti įrangos pažeidimo, turėtų būti pasirinktos specialios žemos temperatūros armatūros, pagamintos iš žemai atsparių temperatūrų medžiagų.
„Criostat“ ir jo pagalbinė įranga
Kriostato kriostatui (žr. 2-38 pav.) Turėtų sugebėti laikyti skystą helį. Esamoms bandymo mašinoms „Cryostat“ rėmas yra specialiai pagamintas, o vakuuminį butelį galima įsigyti per komercinius kanalus. „Criostat“ gali būti aprūpintas rankenėle, kad būtų galima sureguliuoti krovinio kryptį, kad būtų galima sureguliuoti centrą.
Vakuuminis butelis Nerūdijančio plieno vakuuminiai buteliai (geresnis atsparumas smūgiams) yra saugesni nei stikliniai vakuuminiai buteliai. Paprastai, norint atlikti trumpalaikius tempimo bandymus, pakanka vieno sluoksnio skysto azoto vakuuminio butelio. Be abejo, taip pat gali būti naudojamas dvigubo sluoksnio vakuuminis butelis, išorinis sluoksnis užpildytas skystu azotu ir vidiniu sluoksniu, užpildytu skystu heliu.
Pagalbinę įrangą vakuuminio butelio ir skysto infuzijos vamzdžio vamzdis turi būti izoliuotas. Todėl reikalinga pagalbinė įranga, tokia kaip vakuuminiai siurbliai, aukšto slėgio oro ir skysto azoto buteliai.
3. Skysčio lygio indikatorius
Norint užtikrinti iš anksto nustatytas bandymo sąlygas, būtina išlaikyti tam tikrą skysto azoto lygį aplinkoje. Atliekant įprastus bandymus, kadangi bandinys yra visiškai panardintas į skystą azotą, nėra būtina naudoti termoelemes, kad būtų galima išmatuoti jo paviršiaus temperatūrą. Rodikliai ar skaitikliai gali būti naudojami siekiant užtikrinti, kad bandinys būtų visiškai panardintas į skystą azotą viso bandymo metu. Criostate bus naudojami atsparumo anglies indikatoriams, esantiems tam tikruose atskaitos taškuose, bus naudojami siekiant užtikrinti, kad skysčio lygis visada būtų palaikomas virš bandinio. Kaip alternatyva, vertikalioje padėtyje kriostatoje gali būti sumontuotas superlaidus laidų jutiklis, kad būtų nuolat stebimas skysčio lygis.
4. Extensometras
(1) Tipai bet kokio tipo pailginimo rūšys gali būti naudojami tol, kol jis paprastai gali veikti esant skystos azoto temperatūrai. Extensometro tikslumo lygis turi atitikti GB/T12160 reikalavimus. Norint išmatuoti nurodytą plastiko pailgėjimo stiprumą ir nepertraukiamo gedimo išeigos stiprumą, bus naudojamas ne mažesnis kaip 1 klasės tikslumas, kurio tikslumas yra ne mažesnis nei 1; Norint išmatuoti kitas savybes dideliais pailgėjimais, bus naudojamas ne mažesnis kaip 2 klasės tikslumas, kurio tikslumas yra ne mažesnis.
Norint išmatuoti nurodytą stiprumą, rekomenduojama naudoti vidutinį pailginimo matuoklį. Geriausia tiesiogiai įdiegti arba apdoroti specifinio peilio peilio kraštą lygiagrečiame pavyzdžio ilgio dalyje.
Matuojant su talpiniu ilgintuvu, turi būti naudojama tiesinė sekcija su reguliuojamu jautrumu. Norint išvengti burbuliukų aplink deformacijos matuoklį dėl deformacijos matuoklio kaitinimo paviršiaus, kuris daro įtaką deformacijos signalui, tilto įtampa deformacijos sistemoje turėtų būti tinkamai sureguliuota taip, kad jis neturėtų įtakos deformacijos signalo matavimui. Bandymo metu, kol temperatūra aplink deformacijos matuoklį išlieka pastovi, o įtampa nėra pakankamai aukšta, kad skysčio azotas virintų, deformacijos matuoklio savarankiškumas nebus problema. Matuojant deformaciją esant 4K, deformacijos matuoklis gali būti tiesiogiai sujungtas su mėginio paviršiumi. Naudojant deformacijų matuoklius žemoje temperatūroje, reikia atkreipti dėmesį į deformacijos matuoklio, substrato medžiagos ir klijų parinkimą ir surišimą. Tačiau taip pat reikėtų manyti, kad deformacijos matuoklis yra laisvai surištas, kai deformacija yra įtempta, bet dar nėra esant 0. 2% plastiko pailgėjimo stipris.
Extensometro kalibravimą reikia atlikti kambario temperatūroje ir 4K. Kalibravimui esant 4K gali būti naudojamas ilgio matavimo įtaisas, pavyzdžiui, mikrometras, turintis vertikalų teleskopinį vamzdelį. Kai žemos temperatūros galas bus sumontuotas su ekstrentametru, jis panardinamas į skystą azotą. Jei kalibravimo rezultatas yra žinomas ir įrodytas, kad jis yra tikslus, linijinis ir pakartojamas, tada tiesioginis kalibravimas esant 4K yra labiau reikalingas po to, kai įranga gali būti sulaužyta ar suremontuota. Kambario drėgmės patikrinimas prieš kiekvieną testą gali būti laikomas netiesioginiu kalibravimo 4K patikrinimu. Svarbu reguliariai patikrinti pratęsimą.
Patikrinkite turinį ir rezultato išraišką
1. Pavyzdžio diegimas
Mėginys montuojamas žemos temperatūros termostatoje. Atminkite, kad prietaiso signalo linija turėtų būti visiškai atsipalaidavusi, kad signalo linija nebus ištempta ar raukšlėta, kai išdėstant vakuuminį butelį ar bandymo metu.
1) Centravimo proceso metu tempimo jėga visada turėtų būti laikoma žemiau 1/3 medžiagos elastinės ribos, o po to palaikoma tinkama jėga, kad būtų užtikrinta, jog bandinys išliks centre aušinimo proceso metu.
2) Aušinimo proceso metu, siekiant palaikyti centrą ir išvengti nekontroliuojamo bandinio deformacijos, turėtų būti naudojamos laisvos pakrovimo sąlygos.
2. Aušinimo procesas
Ledas, suformuotas skirtingose bandinio, prailginimo ir jėgos sistemos dalyse, gali blokuoti skysto helio infuzijos vamzdį arba sukelti nenormalią bandymo jėgą. Norint išvengti ledo susidarymo, visi skysčiai, kurie gali sukelti kondensaciją, prieš aušinant turėtų būti pašalinti iš įrangos. Norint kruopščiai išdžiovinti instrumentą, gali būti naudojamas oro srovė arba karštų plaukų džiovintuvas. Jei pailginime yra apsauginis korpusas, sumontuokite pailginimo matuoklį taip, kad skystis galėtų laisvai tekėti per ilgėjimo matuoklio judesio diapazoną, kad išvengtumėte su jais susijusio burbuliukų tvirtinimo.
Įdiekite vakuuminį buteliuką ir užpildykite kriostatą skystu azotu, kad iš anksto aušintumėte įrangą. Viriant subsidijus (pasiekiama šiluminė pusiausvyra), ištuštinkite visą skystą azoto kriostatą ir užpildykite kriostatą skysčiu, kol mėginys ir armatūra visiškai panardins į skystą azotą. Testą galima atlikti po to, kai sistema pasiekia šiluminę pusiausvyrą esant 4K. Bandymo metu mėginys turėtų būti panardintas į skystą azotą. Dujinio azoto šilumos laidumas yra mažesnis nei skysto azoto. Todėl mėginys turėtų būti visiškai panardintas į skystą azotą, kad būtų sumažintas temperatūros kilimo poveikis mechaninės savybės matavimui.
3. Bandymo norma
(1) Greičio kontrolė. Bandymo greitis paveiks skysto azoto temperatūros išimtį. Todėl bandymo metu taip pat reikia išmatuoti poslinkio greitį. Dėl nepertraukiamo derliaus reiškinio įtakos faktinio bandymo greičio negalima tiksliai kontroliuoti ir išlaikyti. Todėl reikia nurodyti nominalią deformacijos greitį. Nominalus deformacijos greitis apskaičiuojamas pagal lygiagrečio ilgio poslinkio greitį.
Greičio apribojimas Bet koks poslinkio greitis gali būti naudojamas, kad įtempis pasiektų pusę išeigos stiprumo. Po to poslinkio greitis turėtų būti kontroliuojamas taip, kad nominalus deformacijos greitis neviršytų 10- s. Didesnis deformacijos greitis gali sukelti per didelį bandinio kaitinimo, o tai turės įtakos medžiagos mechaninių savybių matavimo tikslumui.
Paprastai greičio diapazonas, rekomenduojamas tempimo bandymų deformacijų greičio diapazonas esant 4K temperatūrai yra 10-10-, tačiau kai kurios medžiagos rodo tam tikrą jautrumą deformacijos greičio pokyčiams šiame diapazone. Kai kurie aukšto stiprumo austenitiniai plienai rodo nedidelius tempimo savybių pokyčius 10-10- d kamšties greičio diapazone, o kai kurios kitos medžiagos, turinčios didesnį stiprumą ir šilumos laidumą (pvz., Titano lydinius), taip pat gali parodyti panašias tendencijas. Todėl kai kuriuose bandymuose galima atsižvelgti į labai žemus deformacijų greitį, o 10 yra tik maksimalus deformacijos greitis šiame bandyme.
Taip pat leidžiami tinkami deformacijų greičio pokyčiai. Pvz., Jei matuojamas deformacija pradiniame nepertraukiamo išeigos stiprumo taške, deformacijos greitį reikia tinkamai sumažinti. Jei pirmojo SAWTOOTH atskaitos taškas ant įtempio ir deformacijos kreivės yra labai arti 0. Mažesnis deformacijos greitis gali būti naudojamas bandymo pradžioje, norint išmatuoti išeigos stiprumą, o deformacijos greitis gali būti tinkamai padidintas, kad būtų atliktas bandymas.
4. Originalios skerspjūvio ploto nustatymas
Pradinis bandinio skerspjūvio plotas apskaičiuojamas atitinkamai išmatuojant bandinio dydį. Naudojamo ilgio matavimo prietaiso paklaida neturėtų viršyti 0. 5% arba 0. 010 mm, atsižvelgiant į tai, kuris yra didesnis.
5. Originalaus matuoklio ilgio žymėjimas
Rašalas ar žymeklis gali būti naudojamas pažymėti tinkamą padėtį lygiagrečiame bandinio ilgyje. Po žymėjimo reikia išmatuoti originalų matuoklio ilgį {0 tikslumu. 1 mm.
Metalams, kuriems yra mažo lankstumo, žymėjimas taškant ar piešiant ant lygiagrečio ilgio, dėl streso koncentracijos gali būti bandymas. Norėdami to išvengti, rašalas gali būti naudojamas purškiant paviršiaus dangą lygiagrečiame bandinio ilgyje, o tada danga gali būti nuskaityta ant bandinio paviršiaus tinkamu intervalu, kad būtų galima pažymėti originalų matuoklio ilgį. Mėginio ar viso bandinio ilgio žingsnis taip pat gali būti naudojamas kaip pradinis matuoklio ilgis, kad būtų galima apskaičiuoti pailgą. Tokiu atveju klaidos gali atsirasti dėl išmatuoto skerspjūvio pokyčių, todėl matavimo rezultatai taip pat yra riboti.
6. Įprastinių mechaninių savybių nustatymas
Pailgėjimo po lūžio A, nurodyto plastiko pratęsimo stiprumo R, tempimo stiprumo R ir skerspjūvio susitraukimo z nustatymo metodai yra tokie patys kaip kambario temperatūros tempimo bandymo, išskyrus tai, kad bandymą reikia atlikti skystos azoto temperatūroje (4K).
7. Nepertraukiamo derlingumo stiprumo nustatymas (R)
Nepertraukiamas išeigos stiprumas gaunamas padalijus maksimalią bandymo jėgą pirmosios išmatuojamos Serracijos pradžioje įtempio ir deformacijos kreivėje iš pradinės bandinio skerspjūvio srities.
