金属材料单轴向拉伸蠕变试验是一种评估金属材料在高温环境下力学性能和持久性能的重要方法。ISO 204:2018标准详细规定了该试验的具体方法,以下是根据该标准整理的试验方法概述:
一、试验目的通过单轴向拉伸蠕变试验,测定金属材料在规定温度下的蠕变伸长、蠕变速率以及蠕变断裂时间等参数,以评估其蠕变性能。
二、试验原理将试样加热至规定温度,沿试样轴线方向施加恒定拉伸力或恒定拉伸应力(恒定应力是指在整个试验过程中任一时刻施加在试样上的试验力与试样横截面积之比保持恒定),并保持一定时间,以观测试样的蠕变行为。
三、试验步骤试样准备:
根据试验标准,选择适当形状和尺寸的试样,通常为圆柱形或矩形。
对试样进行机械加工和表面处理,以确保其符合试验要求。
在试样上标记原始参考长度,并准确测量。
试验设备校准:
对试验机进行外观检查,确保加力杆、夹具、万向节和连接装置都处于良好状态。
校准试验机的力值和加载同轴度,确保试验结果的准确性。
试样加热与保温:
将试样加热至规定的试验温度,并确保试样、夹持装置和引伸计都达到热平衡。
在试验力施加前,试样应至少保温1小时,除非产品标准另有规定。
施加试验力:
以产生较小的弯矩和扭矩的方式在试样的轴向上施加试验力。
试验力应均匀平稳无震动地施加,并至少准确到±1%。
蠕变试验:
根据试验要求,进行连续或不连续的蠕变试验。
连续试验:连续监测试样的伸长,并记录蠕变伸长数据。
不连续试验:在规定的时间间隔内测量试样的伸长,并记录残余塑性伸长值。
试验结束与数据处理:
当试样发生断裂或达到规定的试验时间时,结束试验。
根据记录的数据,计算蠕变伸长率、蠕变速率、蠕变断裂时间等参数。
试验结果的表示应符合ISO 204:2018标准的规定,并按照GB/T 8170进行修约。包括规定温度、直径、长径比、原始参考长度、初始应力、时间、伸长率等参数的表示方法和精度要求。
五、注意事项在整个试验过程中,应充分记录试样的温度,以证实温度条件满足要求。
试验过程中应避免试样受到外界震动和冲击的影响。
应定期校准试验机的力值和加载同轴度,以确保试验结果的准确性。
对于长时间试验,应按照规定的时间间隔记录蠕变应变量,以保证足够的精度。
综上所述,金属材料单轴向拉伸蠕变试验是一种复杂而精细的试验方法,需要严格按照ISO 204:2018标准的规定进行操作和数据处理。通过该试验,可以准确地评估金属材料的蠕变性能,为材料的选择和应用提供重要依据。