一、高溫拉伸試驗

       拉伸性能是金屬材料主要性能指標之一，其中屈服、抗拉強度等參數(shù)是金屬材料代表性的力學(xué)性能指標，也是工程設(shè)計、機械設(shè)計中應(yīng)力計算的重要依據(jù)。對于航空發(fā)動機、壓力容器、核電設(shè)備以及熱力管道等高溫環(huán)境下使用的金屬材料，高溫拉伸性能數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)和*的考核數(shù)據(jù)。

二、試驗設(shè)備

       盡管現(xiàn)行標準對試驗方法進行了統(tǒng)一，但是要想準確測量材料高溫拉伸性能，*的是要有質(zhì)量可靠的拉伸試驗機，選擇好的拉伸試驗機能夠提高試驗結(jié)果的準確性。

      作為專業(yè)的試驗機研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)和力學(xué)性能測試解決技術(shù)方案提供、實施為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)，萬測*！目前萬測旗下有機械式高溫蠕變持久試驗機和電子式高溫蠕變持久試驗機兩種產(chǎn)品可滿足試驗需求。

1、機械式高溫蠕變持久試驗機

設(shè)備綜述：

     機械式高溫蠕變持久試驗機，主要用于高溫合金，鈦合金，其它黑色金屬，有色金屬的棒材及板材試樣進行高溫持久，高溫蠕變試驗，該設(shè)備采用機械式一級杠桿加載方式，把砝碼的重力放大后作用到試樣上進行實驗的原理。試驗機硬件包括力值加載系統(tǒng)、高溫試驗爐、高溫變形測量系統(tǒng)、溫度測控系統(tǒng)、計時裝置及安全保護裝置等功能部件?？蓪崿F(xiàn)程序設(shè)定后，自動化實現(xiàn)升溫，保溫，加荷，數(shù)據(jù)記錄，卸載，結(jié)果保存等功能。

滿足標準：

1) 檢驗標準：JJG 276-2009《高溫蠕變、持久強度試驗機檢定規(guī)程》

                      JJF 1298-2011 《高溫蠕變、持久強度試驗機型式評價大綱》

                     GB/2611-2007《試驗機通用技術(shù)要求》

2) 試驗方法：GB/T 2039-2012《金屬材料 單軸拉伸蠕變試驗方法》

                      HB 5151-1996《金屬高溫拉伸蠕變試驗方法》

                     HB 5150-1996《金屬高溫拉伸持久試驗方法》

                     ASTM E139-2011 《Conducting Creep, Creep-Rupture, and Stress-Rupture Tests of Metallic Materials1》

設(shè)備優(yōu)勢：

1、采用進口控制器（德國西門子），具備脫機試驗功能、動態(tài)力標定功能（保證長時試驗力值的穩(wěn)定）和變形累加功能；

2、采用*技術(shù)進口伺服電機和伺服系統(tǒng)，具有調(diào)平頻率快，響應(yīng)速度快，控制精準且平穩(wěn)等特點。

3、采用高靈敏度的關(guān)節(jié)軸承，該結(jié)構(gòu)主要是通過關(guān)節(jié)軸承內(nèi)部球頭結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)調(diào)心，可以很好的保證試樣在被夾持后的同軸度，該結(jié)構(gòu)可保證同軸度≤10%，優(yōu)于標準要求。

技術(shù)參數(shù)

2、電子式高溫蠕變持久試驗機

設(shè)備綜述：

       電子式高溫蠕變持久試驗機，主要用于高溫合金，鈦合金、其它黑色金屬，有色金屬的棒材及板材試樣進行高溫持久，高溫蠕變，應(yīng)力松弛、周期加載試驗。試驗機硬件包括力值加載系統(tǒng)、高溫試驗爐、高溫變形測量系統(tǒng)、溫度測控系統(tǒng)、計時裝置及安全保護裝置等功能部件。軟件除可進行高溫蠕變、持久試驗控制外，還需具有力值、試驗溫度和環(huán)境溫度等各項曲線輸出和數(shù)據(jù)列表功能，可實現(xiàn)程序設(shè)定后，自動化實現(xiàn)升溫，保溫，加荷，數(shù)據(jù)記錄，卸載，結(jié)果保存等功能。

滿足標準：

     1、GB/T2039-2012《金屬拉伸蠕變及持久試驗方法》

      2、JJG276-2009《高溫蠕變、持久強度試驗機》

　　3、GB/T16825.2-2018《拉力蠕變試驗機施加力的檢驗》

      4、JB/T9373-2014《拉力蠕變試驗機技術(shù)條件》

      5、GB/2611-2007《試驗機通用技術(shù)要求》

      6、HB5151-1996《金屬高溫拉伸蠕變試驗方法》

      7、HB5150-1996《金屬高溫拉伸持久試驗方法》

      8、ASTM E139-2011 《Conducting Creep, Creep-Rupture, and Stress- Rupture Tests of Metallic Materials1》

設(shè)備優(yōu)勢：

1、采用進口控制器（德國西門子），具備脫機試驗功能、動態(tài)力標定功能（保證長時試驗力值的穩(wěn)定）和變形累加功能；

2、采用*技術(shù)，進口伺服電機和伺服系統(tǒng)精密行星減速機，配精密滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)，傳動更平穩(wěn)、效率更高；極大的降低了噪音污染和提高了試驗機的測試效率。

3、采用高靈敏度的球頭結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要是通過鋼球與帶有球面的卡子接觸，拉桿同球面卡子連接，此結(jié)構(gòu)可在拉伸時完成自調(diào)心動作，保證同軸度≤10%，優(yōu)于標準要求。

4、采用進口力值傳感器，精度為0.5級；

5、輪輻式新型設(shè)計，受橫向載荷、非對稱載荷、彎曲和扭轉(zhuǎn)力矩的影響非常??；

6、150%過載無變形（無機械損傷）高精度傳感器，其穩(wěn)定性好，抗側(cè)向力好。

技術(shù)參數(shù)

三、試驗前準備

        金屬材料拉伸試驗采用的標準試樣是用樣坯經(jīng)機加工而成的，這一過程通常包括車、銑、刨、磨等過程。每一道機加工工序中均應(yīng)控制好給進速度和冷卻速度，以防止因受熱或冷加工硬化而影響材料性能。

        對于加工好的標準試樣，首先要保證試樣尺寸及粗糙度符合標準要求，這是保證試驗結(jié)果準確性的基礎(chǔ)。然后根據(jù)試樣尺寸，確定并標記試樣標距。

標記標距時，要考慮試樣材料的特性。

        如果材料是脆性的，需要用記號筆涂抹試樣表面，然后輕輕劃出標距線，選用的記標記筆涂料應(yīng)確保所作的標記在高溫試驗后仍能清晰可見。

對于韌性材料，則需要在試樣表面打點做標記，這樣能夠保證標記在高溫受熱后仍清晰可見。

四、溫度控制

        高溫爐升溫過程通常具有熱慣性，其溫度控制有一定的滯后性，其原因是電熱絲等加熱元件的溫度變化速度要遠落后于熱電偶測溫的速度，致使高溫爐的實際溫度總是滯后于設(shè)定溫度，通常會有幾度到十幾度的偏差。

        為了更好地克服這一問題，推薦使用比例-積分-微分(PID)溫度控制方法。同時，隨著控溫技術(shù)的發(fā)展，新的控制方法如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及模糊PID控制等都為高溫爐的精確控溫帶來了可能。萬測機械式/電子式高溫蠕變持久試驗機均采用進口0.1級西門子溫控模塊，PID自動閉環(huán)控制，具有PID參數(shù)自動調(diào)整功能，通過試驗軟件/觸摸屏能實現(xiàn)自整定功能，可實時調(diào)整PID參數(shù)。

       值得注意的是，由于爐體上、中、下三個區(qū)域散熱速率不同，要想實現(xiàn)試驗所需溫度的精確控制，該三個區(qū)域的加熱功率需要不同的設(shè)置。一般來說，上區(qū)域和下區(qū)域所需的加熱功率要比中間區(qū)域的稍大一些，原因是高溫爐上、下兩端與冷空氣之間的熱交換要大于中間區(qū)域的。

       除此以外，為更好控制試驗溫度，萬測高溫蠕變持久試驗機的溫控系統(tǒng)高度集成于主機當(dāng)中，不需要獨立的溫控柜，從而不用占用額外的實驗室空間，高度集成還可縮短溫度補償導(dǎo)線距離，保證控溫精度。

五、拉伸過程

      試樣加載過程中溫度是難控制的環(huán)節(jié)。試樣從受力開始直至屈服，由于處于彈性變形階段，試樣本身基本不發(fā)熱，在這個階段溫度容易控制。然而從屈服變形階段開始，試樣發(fā)生塑性變形，造成試樣本身產(chǎn)生熱量，該現(xiàn)象可能導(dǎo)致試樣溫度上升幾十?dāng)z氏度(例如奧氏體不銹鋼)，試樣本身溫度的升高，導(dǎo)致試驗溫度難以控制甚至超出規(guī)定的試驗溫度。

      因此，在拉伸初始加載階段，需要將試驗溫度控制在規(guī)定溫度范圍的負偏差，以防止后期溫度高出標準規(guī)定;同時，在加載過程中要時刻注意溫度變化情況，及時對加熱控制器進行必要的人工調(diào)節(jié)。

      綜上所述，在金屬材料高溫拉伸試驗過程中，不僅要選擇高質(zhì)量高標準的試驗機產(chǎn)品，也要正確認識高溫拉伸試驗的特殊操作細節(jié)。在日常檢驗工作中，應(yīng)善于積累和總結(jié)長期試驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和規(guī)律，不斷提高檢測結(jié)果的準確性，為科學(xué)研究和企業(yè)生產(chǎn)提供可靠有效的試驗數(shù)據(jù)。