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在高温蒸汽锅炉、蒸汽机、燃气轮机、柴油机等动力机械和化工炼油设备及航空发动机中,许多零件长期在高温条件下运转,对于制造这类零件的金属材料,如果只考虑其温室下的力学性能显然是不行的。首先,高温下材料的强度随温度的升高而降低;其次高温下材料的强度随加载时间的延长而降低。例如,蒸汽锅炉、蒸汽回收器及化工设备的一些高温高压管道,虽然所承受的应力小于工作温度下材料的屈服强度,但在长期使用过程中,会产生缓慢而连续的塑性形变,使管径日益增大,甚至最后导致管道破裂。又如20钢在450摄氏度的短时抗拉强度为330Mpa。若式样仅承受230Mpa的应力,但在该温度下持续工作300h左右,也会断裂,如果将应力降至120Mpa左右,持续10000h还是会断裂。这一试验结果表明,钢的抗拉强度随载荷持续时间的延长而降低。

由此可见,对于材料的高温力学性能不能简单的温室下短时拉伸应力-应变曲线来评定,还需加入温度和时间两个因素,研究温度、应力、应变与时间的关系,建立评定材料高温力学性能的指标——蠕变极限和持久强度。

本试验方案是以GB/T2039-2012标准要求为基础的,方案中包含拉伸蠕变试验的目标,相关试验标准,试样类型及适用与试验应用的典型测试设备。

1、拉伸试验的目标

高温合金是航空发动机、火箭发动机、燃气轮机等高温热端部件的不可代替的材料,在航天、核工程、能源动力、交通运输、石油化工、冶金等领域得到广泛的应用,由于其用途的重要性,对材料的质量控制与检测非常严格。主要测定金属材料在指定温度下的蠕变伸长和蠕变断裂时间

特性参数是:

蠕变极限是高温长期载荷作用下材料对塑性变形抗力的指标

持久强度是材料在高温长时载荷作用下抵抗断裂的能力

2、相关试验标准:

GB/T2039-2012《金属拉伸蠕变及持久试验方法》

JJG276-2009《高温蠕变、持久强度试验机》

GB/T16825.2-2005《拉力蠕变试验机施加力的检验》

JB/T9373-1999《拉力蠕变试验机技术条件》

GB/2611-2007《试验机通用技术要求》

HB5151-1996《金属高温拉伸蠕变试验方法》

HB5150-1996《金属高温拉伸持久试验方法》

ASTM E139-2003 Conducting Creep, Creep-Rupture, and Stress-RuptureTests of Metallic Materials

JJG141 工业用贵金属热电偶

JJG351 工业用廉金属热电偶

3、试样类型:常用的是圆形比例试样,特殊情况下有矩形及方形或其他形状横截面的试样

4、适用于试验应用的典型测试设备:

CTM系列机械式高温蠕变持久试验机

CTM系列电子式高温蠕变持久试验机

4.1试验设备

试验设备标准配置:主机+夹具+附件

主机:机械式高温蠕变持久试验机

机械式高温蠕变持久试验机



主机:电子式高温蠕变持久试验机

电子式高温蠕变持久试验机


高温拉杆夹具

夹具采用优质高温材料制造,性能好,使用寿命长;其在高温高应力水平下能长期连续使用。上下夹具之间更换板材接头,即可做板材拉伸实验。

高温拉杆夹具

标准拉杆及夹具示意

高温变形测量装置

a、试样的变形通过引伸装置引出高温炉,变形引伸装置均采用优质高温合金制作,保证在高温环境下一定的强度,使得试样的变形量毫无保留的传递出来;

b、采用德国海德汉光栅尺高精密仪器测量;

c、数据的采集使用本公司专门为海德汉光栅尺开发的数据采集板,此采集板采集频率高,且与软件配合使用,可以对采集的数据进行自定义的储存

 

高温变形引伸装置



卡口式+紧固帽=固定高温变形引伸装置



德国海德汉光栅尺


附件:高温炉

可为高温拉伸试验提供长时间、稳定的试验温度环境。

4.2试样的制备仪器: CNC加工中心

机加工哑铃型圆形横截面试样

应用案列

上海宝钢技术研究院

北京航空材料研究院

成都飞机工业(集团)公司

西安航空发动机(集团)有限公司

南方航空工业公司

陕西飞机工业公司

北方重工集团有限公司

西安国电热工研究院

贵州安吉航空铸造有限公司

贵州黎明航空发动机有限公司

北京航空航天大学

南昌航空航天大学

中南大学

… … … …


 

江苏快3走势图走势2017年06月14日

GB/T2039-2012 金属材料单轴拉伸蠕变试验方法试验方案

添加时间:

2017/6/14 14:57:00

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