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Qu'est - ce que l'essai de traction à haute température et l'essai de traction à basse température?

Dans les expériences de mécanique des matériaux, l'équipement le plus couramment utilisé est la machine universelle d'essai des matériaux, qui peut effectuer des essais de traction, de compression, de cisaillement et de flexion. Il existe de nombreux types de machines d'essai de matériaux à usage général. La structure, les procédures de fonctionnement et les précautions de la machine universelle d'essai des matériaux hydrauliques et électroniques couramment utilisée sont décrites ci - dessous.


 


Application


La machine d'essai de traction est largement utilisée dans la mesure et l'inspection de la qualité. Caoutchouc et plastique; Aciers métallurgiques; Fabrication de machines; Électronique et électrique; La production automobile; Textiles et fibres chimiques; Fils et câbles; Matériaux d'emballage et denrées alimentaires; Instruments et compteurs; Matériel médical; L'énergie nucléaire civile; Aviation civile; Les établissements d'enseignement supérieur; Laboratoire de recherche scientifique; Les services d'inspection, d'arbitrage et de supervision technique des marchandises; Matériaux de construction et céramiques; Industrie pétrochimique, etc. Le dispositif de tension est un élément important de l'instrument. Différents matériaux nécessitent des fixations différentes, ce qui est également un facteur important pour le bon déroulement des essais et l'exactitude des résultats des essais. La machine d'essai de traction est largement utilisée dans divers matériaux, tels que le matériel, le métal, le caoutchouc et les plastiques, les chaussures, le cuir, les vêtements, les textiles, les isolants, les fils, les câbles, les bornes, etc., pour tester la tension, la déchirure, le décollement, La compression, la flexion et d'autres matériaux, la recherche et le développement, l'inspection et l'essai, la fonction est complète, l'utilisation est large. Il existe trois types de machines d'essai de traction: les servocommandes électroniques, hydrauliques et électrohydrauliques.


Essai de traction à haute température


L'essai de traction à haute température est un essai de traction effectué à haute température au - dessus de la température ambiante. Dans les essais de traction à haute température, en plus de la contrainte et de la déformation, les paramètres de température et de temps doivent également être pris en considération. La température a une grande influence sur les propriétés de traction à haute température, de sorte que les exigences de contrôle de la température sont très strictes. L'échantillon est généralement chauffé par un four électrique, l'espace de travail du four doit être suffisamment uniforme et la température doit être contrôlée automatiquement par l'instrument.


Nature fondamentale

Si le matériau métallique fonctionne à haute température et que cette température n'entraîne pas de fluage du matériau, ou si la température peut avoir un fluage, le fluage ne joue pas un rôle décisif en raison de la courte durée de fonctionnement. Dans les deux cas susmentionnés, la mesure de la force de traction à court terme à haute température est devenue un indice important pour mesurer les propriétés mécaniques des matériaux. Il est parfois nécessaire de déterminer la tension à court terme du matériau à la température de travail à chaud pour déterminer le processus de travail à chaud.

Afin d'assurer la Force axiale et de réduire la taille du mandrin, l'échantillon de traction à haute température est facile à installer avec le extensomètre. La tête de l'éprouvette cylindrique doit être filetée; La tête de l'éprouvette plate doit être reliée par une goupille. L'extensomètre à haute température se compose généralement de trois parties, à savoir la partie de serrage reliée à l'épaule de l'échantillon, la tige d'extension qui transmet la déformation de l'échantillon à l'extérieur du four et le capteur qui mesure la déformation à l'extérieur du four.


Contrôle des variables


Dans l'essai de traction à haute température, le temps d'application de la force sur l'échantillon, c'est - à - dire la vitesse de traction, a un effet significatif sur les propriétés de traction. Par conséquent, la vitesse de traction de l'échantillon doit être contrôlée dans la plage spécifiée lors de l'essai de traction à haute température. La norme nationale stipule que, lors de la mesure de la résistance à la traction non proportionnelle et de la limite d'élasticité, le taux de déformation à l'intérieur de l'échelle de l'échantillon pendant la période de rendement doit être compris entre 0001 et 0005 / min et doit être maintenu aussi constant que possible.

Lorsque le taux de déformation ne peut être contrôlé, le taux de déformation doit être réglé de manière à ce que le taux de déformation reste dans la plage élastique de 0003 / min, mais le taux de déformation ne doit pas dépasser 300 MPa / min. Le taux de déformation intermédiaire doit être utilisé pour l'essai d'arbitrage. Le taux de déformation est maintenu constant entre (0,02 et 0,20) / min après le rendement ou lorsque la résistance à la traction non proportionnelle spécifiée et la limite d'élasticité ne sont pas mesurées.

Les thermocouples sont généralement utilisés comme capteurs de température pour détecter la température de l'échantillon. Les extrémités chaudes des thermocouples sont attachées par des câbles en amiante et fixées à la surface de travail de l'échantillon. L'extrémité froide est sortie du four et placée dans l'eau glacée ou le dispositif de compensation zéro, et l'écart de température ne doit pas dépasser ± 0,5 . Lors de l'essai de traction à haute température, la précision du thermomètre ne doit pas être inférieure à 0,1 et celle de l'enregistreur de température ne doit pas être inférieure à 0,5%.


Analyse des essais

Les indices de performance spécifiés dans l'essai de traction à haute température des matériaux métalliques sont essentiellement les mêmes que ceux spécifiés dans l'essai de traction à température normale, mais la résistance à la traction, la limite d'élasticité, l'allongement après rupture et le retrait de surface sont généralement mesurés. En raison de l'essai de traction à court terme à haute température, la durée de la charge a un effet significatif sur les propriétés de traction. Lorsque l'échantillon de traction à haute température de courte durée se brise rapidement, la résistance à la traction augmente significativement.

Effet de la durée de charge

Il en va de même pour le point d'élasticité ou la contrainte d'extension non proportionnelle spécifiée. Par conséquent, la norme nationale limite strictement la vitesse de traction dans les essais de traction à court terme à haute température. Le taux de déformation maximal admissible de l'échantillon n'est que de 1 / 20 de celui de l'essai de traction à température ambiante. En général, la durée de charge de l'essai de traction ne doit pas être inférieure à 15 - 20 min. Cela doit être strictement observé au cours des essais.

La méthode de détermination de plusieurs indices principaux de l'essai de traction à court terme à haute température est essentiellement similaire à celle de l'essai de traction à température normale. Tendance à la variation des quatre indices en fonction de la température

Variation des propriétés mécaniques de l'acier faiblement allié avec la température d'essai

La résistance à la traction de l'acier faiblement allié a montré un pic à environ 200 ~ 300 , et les indices de plasticité correspondants δ et φ ont également montré un creux dans la même zone de température. Ceci est lié à la fragilité bleue du matériau dans cette zone. Avec l'augmentation des éléments d'alliage, le pic se déplace vers la droite et apparaît dans la zone de température plus élevée.


Essai de traction à basse température


L'essai de traction à basse température est un essai de traction effectué à basse température en dessous de la température ambiante. Lors d'un essai de traction à basse température, l'échantillon et les mandrins supérieurs et inférieurs sont immergés dans un réservoir de traction à basse température rempli de réfrigérant gazeux ou liquide, ou l'échantillon peut être refroidi par une méthode de refroidissement par jet à petite ouverture.

Pendant l'essai, l'échantillon doit être maintenu à la température de refroidissement correspondante pendant une période suffisante. Lorsque le milieu de refroidissement liquide est utilisé, le temps de rétention ne doit pas être inférieur à 5 minutes; Le temps de rétention ne doit pas être inférieur à 15 minutes lorsque le milieu de refroidissement du gaz est utilisé. La température du milieu cryogénique est habituellement mesurée à l'aide d'un thermomètre cryogénique, d'un thermocouple cryogénique et d'un indicateur d'enregistrement automatique connexe.

Les réfrigérants utilisés dans les essais de traction à basse température sont généralement de la glace, du dioxyde de carbone solide (glace sèche), de l'azote liquide, de l'hélium liquide, de l'hydrogène liquide, etc. les agents de revenu utilisent généralement du chlorure de sodium, du chlorure de calcium, du chlorure d'Amine, de l'éthanol, du chloroforme, de l'éther de pétrole, etc.