Випробувальне обладнання
1. Тестова машина
(1) Як правило, рівень точності тестової машини повинен відповідати вимогам GB/T16825.1 і повинен бути класом 1 або краще, якщо інше не вказано в стандарті продукту.
Гнучкість тестової машини Для випробувальної машини та кріогенного пристрою) слід відомо. Для вимірювання гнучкості тестової машини слід підключити жорсткий зразок або спеціальний зразок калібрування, а для вимірювання гнучкості слід застосовувати низьку силу випробування, а для вимірювання гнучкості слід застосовувати максимальну силу випробувань. Різна гнучкість може впливати на подовження та міцність на розрив зразка, оскільки зразок зазнає більшої розривної деформації на тестовому машині з меншою гнучкістю.
Міцність системного проектного матеріалу в рідині зазвичай вдвічі або більше, ніж при кімнатній температурі. У умовах низької температури для зразків з однаковими геометричними розмірами кріплення, термостат, компоненти системної системи та кріплення будуть піддані більшій силі. Оскільки ємність багатьох випробувальних машин не перевищує 100KN, обладнання повинно враховувати використання невеликих зразків у дизайні.
Вибір матеріалів Багато матеріалів, включаючи більшість ферритних сталей, стають крихкими при 4K. Щоб уникнути пошкодження обладнання, матеріали, що використовуються для виготовлення світильників та інших компонентів ланцюга завантаження, повинні бути високоміцними, жорсткими, низькотемпературними сплавами. Матеріали з низькою теплопровідністю можуть ефективно запобігти проведенню тепла. Аустенітна нержавіюча сталь (022R19ni10n), мартенситна сталь (наприклад, 12CR13 з беззбитраним нікелетом), підробленими супер-сплавами на основі нікелю та титановими сплавами (TC4 або TA7), використовувались для виробництва фіктурів, стрижнів та термічних кадрів. Неметалічні матеріали (такі як композити епоксидної смоли) є чудовими ізоляторами і можуть бути використані для виготовлення деталей стиснення.
Вирівнювання точного вирівнювання системи в тестах на розрив є основним засобом для мінімізації деформації вигину. Обладнання та світильники слід регулювати, щоб навантаження можна було точно застосувати до зразка калібрування, щоб максимальний деформаційний згин не перевищував 10% осьового деформації. Щоб зменшити деформацію згинання до прийнятного рівня, слід регулювати регулятор балансу на термостаті з функцією коригування, або відстань проміжки слід використовувати для компенсації не скоригованих термостатів. Для кваліфікованого обладнання деформація обчислюється на основі читання зразка калібрування на нижчих та максимальних навантаженнях.
Тестове обладнання можна перевірити на відповідність за допомогою осесиметричного методу при кімнатній температурі та 4K. Для завершення осесиметричного випробування обладнання, склад зразка та вибір термостата повинен бути таким же, як і для фактичного низькотемпературного тесту, і дисперсія зразка повинна бути якомога меншою. Під час завантаження зразок не повинен зазнавати пластикового деформації в паралельній довжині. У деяких випадках необхідно використовувати відносно жорсткі зразки калібрування високої міцності.
1) Для циліндричних зразків максимальний деформацію вигину слід обчислити, використовуючи три вимірювальні вимірювання деформації опору, датчики або затискачі, встановлені в середині паралельної довжини зразка та на окружності з рівними інтервалами.
2) для зразків з квадратними або прямокутними поперечними перерізами слід вимірювати в центрі двох паралельних (симетричних) обличчя; Для зразків тонкої пластини штами слід вимірювати в центрі двох широких облич.
3) Для різьблених або закріплених світильників для оцінки ефекту відхилення зразків можна використовувати наступні кроки. Зберігаючи кріплення та стрижню, обертайте зразок 180 градусів, повторіть осесиметричне вимірювання, а потім обчисліть максимальний штам згинання та осьовий штам зразка. Якщо для оцінки ефекту відхилення зразків використовуються інші світильники або методи з'єднання, це слід зазначити у звіті.
При вимірюванні невеликих штамів в одному місці на зразку в тесті на розтяг, осьості навантаження (що може бути викликано обробкою зразків) є основним фактором, що викликає помилки вимірювання. Тому необхідно взяти три однаково розташовані точки на паралельній довжині зразка (або щонайменше дві симетричні точки, якщо обладнання добре вирівняне) для вимірювання деформації окремо. Нарешті, повідомте про середній штам у три -два точки, які симетрично зосереджені в паралельній довжині зразка.
Різні світильники повинні бути обрані відповідно до типу зразка. Щоб уникнути пошкодження обладнання, слід вибрати спеціальні низькотемпературні світильники з низькотемпературних матеріалів.
Кріостат та його допоміжне обладнання
Кріостат Кріостат (див. Малюнок 2-38) повинен мати можливість зберігати рідкий геліум. Для існуючих тестових машин рамка кріостату спеціально виготовлена, а вакуумну пляшку можна придбати за допомогою комерційних каналів. Кріостат може бути обладнаний ручкою для регулювання напрямку навантаження для центру регулювання.
Вакуумні пляшки з нержавіючої сталі вакуумні пляшки (краща стійкість до удару) безпечніші, ніж скляні вакуумні пляшки. Як правило, для короткочасних випробувань на розтяг, одношарова рідка вакуумна пляшка азоту є достатньою. Звичайно, також можна використовувати двошарову вакуумну пляшку, із зовнішнім шаром, наповненим рідким азотом, і внутрішнім шаром, наповненим рідким гелієм.
Допоміжне обладнання Вакуумна пляшка та рідка інфузійна труба повинні бути утеплені вакуум. Тому необхідні допоміжне обладнання, таке як вакуумні насоси, пляшки з азотом високого тиску та рідкого азоту.
3. Індикатор рівня рідини
Для забезпечення заздалегідь визначених умов випробувань необхідно підтримувати певний рівень рідкого азоту в навколишньому середовищі. У звичайних випробуваннях, оскільки зразок повністю занурений у рідкий азот, для вимірювання його температури поверхні не потрібно. Показники або лічильники можуть бути використані для того, щоб зразок був повністю занурений у рідкий азот протягом усього тесту. У кріостаті індикатор опірм вуглецю, розташовані в певних опорних точках, будуть використані для того, щоб рівень рідини завжди підтримувався вище зразка. Альтернативно, надпровідний дротяний датчик відповідної довжини може бути встановлений у вертикальному положенні в кріостаті, щоб постійно контролювати рівень рідини.
4. Розширений
(1) Типи будь -який тип розгиначів може використовуватися до тих пір, поки він може нормально працювати при температурі рідкого азоту. Рівень точності розширення повинен відповідати вимогам GB/T12160. Для вимірювання заданої міцності пластичного подовження та переривчастого відмови; Для вимірювання інших властивостей з великим подовженням повинен використовуватися розгин з точністю не менше класу 2.
Для вимірювання заданої міцності рекомендується використовувати середній розширювач. Найкраще безпосередньо встановити або обробити крайовий край ножа на секції паралельної довжини зразка.
При вимірюванні з ємнісним розширенням слід використовувати лінійну секцію з регульованою чутливістю. Щоб уникнути бульбашок навколо датчика деформації за рахунок нагрівальної поверхні датчика деформації, що впливає на сигнал деформації, напруга мосту в деформаційній системі повинна бути належним чином відрегульована, щоб вона не впливала на вимірювання сигналу деформації. Під час випробування, доки температура навколо датчика деформації залишається постійною, а напруга недостатньо висока, щоб викликати кип'яття рідкого азоту, самогрівання штаму не буде проблемою. При вимірюванні деформації при 4K, датчик деформації може бути безпосередньо пов'язаний з поверхнею зразка. При використанні штамів при низьких температурах слід звернути увагу на відбір та скріплення датчика деформації, матеріалу та клею. Однак слід також вважати, що датчик штаму вільно пов'язаний, коли штам напружений, але ще не при 0. 2% пластичної міцності на подовження.
Калібрування розгиначів потрібно здійснювати при кімнатній температурі та 4K. Для калібрування при 4k можна використовувати вимірювальний пристрій довжини, наприклад, мікрометр, оснащений вертикальною телескопічною трубкою. Після встановлення низького температури з розширенням його занурюється в рідкий азот. Якщо результат калібрування відомий і доведений як точний, лінійний і повторюваний, то прямі калібрування при 4K є більш необхідним після того, як обладнання може бути порушене або відремонтоване. Перевірка вологості кімнати перед кожним тестом може розглядатися як непряма перевірка калібрування при 4K. Важливо регулярно перевіряти розширення.
Тестуйте вміст та вираз результат
1. Встановлення зразка
Зразок встановлюється в термостаті з низькою температурою. Зауважте, що сигнальна лінія інструменту повинна бути повністю розслаблена, щоб сигнальна лінія не була розтягнута або зморщена при розміщенні пляшки вакууму або під час випробування.
1) Під час процесу центрування сили розтягування завжди слід зберігати нижче 1/3 еластичної межі матеріалу, а потім підтримувати відповідну силу, щоб переконатися, що зразок залишається зосередженим під час процесу охолодження.
2) Під час процесу охолодження, щоб підтримувати центрування та уникнути неконтрольованого штаму зразка, слід використовувати умови вільного завантаження.
2. Процес охолодження
Лід, утворений у різних частинах зразка, розгинального та силового системи може блокувати рідку інфузійну трубку гелій або викликати ненормальну силу випробувань. Щоб уникнути утворення льоду, всі рідини, які можуть виробляти конденсацію, слід вилучити з обладнання перед охолодженням. Для ретельного висушування інструменту можна використовувати повітряний струмінь або гаряча волосся. Якщо розширювач оснащений захисним корпусом, встановіть розгин, щоб рідина могла вільно протікати в діапазоні руху розгиначів, щоб уникнути прикріплення бульбашок та шуму, пов'язаного з ними.
Встановіть пляшку вакууму і наповніть кріостат рідким азотом для попереднього охолодження обладнання. Після того, як кипіння вщухає (досягається теплова рівновага), спорожніть весь рідкий азот у кріостаті, а потім заповніть кріостат рідиною, поки зразок і кріплення повністю не занурені в рідкий азот. Тест може бути запущений після того, як система досягне теплової рівноваги при 4K. Під час тесту зразок слід зануритися в рідкий азот. Газоподібний азот має нижчу теплопровідність, ніж рідкий азот. Тому зразок повинен бути повністю занурений у рідкий азот, щоб мінімізувати вплив підвищення температури на вимірювання механічної властивості.
3. Швидкість тесту
(1) Контроль швидкості вимірювання показника зниження температури рідкої азоту впливатиме на швидкість випробування. Тому швидкість переміщення також слід вимірювати та контролювати під час тесту. Через вплив явища переривчастого врожаю фактичну швидкість випробувань не можна точно контролювати та підтримувати. Тому необхідно вказати номінальну швидкість деформації. Номінальна швидкість деформації обчислюється на основі швидкості переміщення паралельної довжини.
Обмеження швидкості будь -яка швидкість переміщення може бути використана для того, щоб стрес досягнув половини міцності на врожайність. Після цього швидкість переміщення слід контролювати, щоб номінальна швидкість деформації не перевищувала 10- s. Більш високі показники деформації можуть спричинити надмірне нагрівання зразка, що вплине на точність вимірювання механічних властивостей матеріалу.
Діапазон швидкості, як правило, рекомендована діапазон швидкості деформації для тестів на розтяг при температурі 4K становить 10-10- s, але деякі матеріали демонструють певну чутливість до змін швидкості деформації в цьому діапазоні. Деякі високоміцні аустенітні сталі демонструють незначні зміни властивостей на розтяг у діапазоні швидкості штаму 10-10- S, а деякі інші матеріали з більшою міцністю та теплопровідністю (наприклад, титановими сплавами) також можуть виявляти подібні тенденції. Тому в деяких тестах можна розглянути дуже низькі показники деформації, і 10 - лише максимальна швидкість деформації, дозволена в цьому тесті.
Також дозволені відповідні зміни швидкості деформації. Наприклад, якщо вимірюється деформація в початковій точці розривної міцності на врожайність, швидкість деформації повинна бути належним чином знижена. Якщо вихідна точка першої пилочки на кривій напруги дуже близька до 0. Нижча швидкість деформації може бути використана на початку тесту для вимірювання міцності виходу, а швидкість деформації може бути належним чином збільшена для завершення тесту.
4. Визначення оригінальної області поперечного перерізу
Оригінальна площа поперечного перерізу зразка обчислюється за рахунок відповідного вимірювання розміру зразка. Помилка використовуваного вимірювального приладу довжини не повинна перевищувати 0. 5% або 0. 010мм, залежно від того, що більше.
5. Позначення оригінальної довжини датчиків
Чорнило або маркер можна використовувати для позначення відповідного положення в паралельній довжині зразка. Після маркування початкова довжина датчика потрібно виміряти з точністю 0. 1 мм.
Для металів з низькою пластичністю маркування шляхом краху або малювання на їх паралельній довжині може спричинити невдачу тесту через концентрацію напруги. Щоб уникнути цього, чорнило може бути використане для обприскування поверхневого покриття в межах паралельної довжини зразка, а потім покриття може бути вишкребоване на поверхні зразка через відповідний інтервал для досягнення мети позначення початкової довжини датчиків. Крок зразка або повна довжина зразка також може використовуватися як початкова довжина датчика для обчислення подовження. У цьому випадку можуть виникати помилки через зміни вимірюваного перерізу, тому результати вимірювання також обмежені.
6. Визначення звичайних механічних властивостей
Методи визначення подовження після перелому А, задана пластикова міцність на розширення R, міцність на розрив R та усадка поперечного перерізу Z-такі ж, як і тест на розрив кімнатної температури, за винятком того, що випробування потрібно проводити при температурі рідкого азоту (4K).
7. Визначення переривчастої сили врожаю (r)
Переривчаста міцність виходу отримується шляхом ділення максимальної сили випробування на початку першої вимірюваної зубчастої кривої напруженої деформації за початковою областю поперечного перерізу зразка.
