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高温蠕变持久试验机

弼微科技 2021-05-12 |   点击量:894

持久是测定材料在某一温度下受恒定载荷作用时,在规定的持续时间内不引起断裂的最大应力的一种材料机械性能试验。持久强度一般表示方法是材料在试验温度***℃、试验持续时间为****小时的持久强度为***兆帕。持久强度试验的方法是:保持某一恒定温度,对一组试样分别选取不同的应力进行试验直到断裂为止,得出一组试验持续时间,然后在对对数坐标纸上画出应力与持续时间的关系曲线,由之求出规定时间下的应力,即持久强度。持久塑性是用试样在断裂后的延伸率和断面收缩率来表示的。它表示材料在温度、应力共同作用下在规定的持续时间内的塑性性能。它与材料的缺口敏感性、低周疲劳性能和抗裂纹发展能力等有关。持久试验时间的长短根据产品对象而定,例如对喷气式发动机零件,一般提供数百到数千小时的持久强度数据,而电站动力设备用的材料则要求提供十万到二十万小时的持久强度数据。在实际试验中,常用较短的时间试验结果来外推时间的性能,但外推时间一般应不大于实际最长试验时间的10倍。

金属材料的蠕变过程可用蠕变曲线来描述,在适当的应力和温度范围,典型的蠕变曲线如图:

第一阶段ab是减速蠕变阶段又称过渡蠕变阶段。

第二阶段bc是恒速蠕变阶段又称稳态蠕变阶段,这一阶段的蠕变速率保持不变。一般所指的金属蠕变速率,都是指的这一阶段而言,否则将毫无意义且无实际应用价值.

第三阶段cd是加速蠕变阶段。随着时间增加,蠕变速率越来越快,到d点便蠕变断裂。

影响材料蠕变过程的两个最主要参数是温度和应力。当温度降低或者应力减小,都可使蠕变过程减慢,这时可以看到蠕变第二阶段很长,第三阶段甚至可以不出现。反之,当温度升高或者应力增加,第二阶段较短,甚至中间直线部分消失,很快地由蠕变第一阶段过渡到第三阶段。第三段不能计入元件寿命期。

测定蠕变极限,这是为保证在高温长时间载荷作用下机件不致产生过量塑性变形的抗力指标。比如蒸汽轮机叶片高温时如发生过量蠕变,汽轮机转子将不能在定子中正常运行。材料蠕变极限中所指定的温度和时间,一般由机件的具体服役条件而定。

外推法:为获得比较准确的蠕变极限,实验时必须注意:

(1)在同一温度下,必须至少用四个不同应力进行蠕变试验,试验时间必须到达蠕变第二阶段,所选的最高应力和最低应力所产生的蠕变速率要相差一个数量级。

 (2)外推法求出的蠕变极限,其蠕变速率只能比试验点的数据低一个量级。

一些高温下工作的紧固零件如汽轮机缸盖或法兰盘上的紧固螺栓,原具有初始紧固应力相应地产生弹性形变,但经过一段时间后紧固应力不断下降,从而会产生蒸汽泄漏,这种紧固应力随时间增加不断下降的现象叫做应力松弛。应力松弛是蠕变的结果。蠕变现象是在温度和应力恒定的情况下,塑性变形随时间的增加而不断增加,而应力松弛现象是在温度和总应变量不变的情况下,由于弹性变形不断地转化为塑性变形,即逐渐发生蠕变,从而使初始应力不断下降

综上所述,我们不难看出,金属蠕变与高温疲劳的交互作用下,对材料的性能有很大的影响(内部结构发生变化造成)。随着航空、航天等空间技术的日益发展,机械、电力动力机组的服役参数不断提高,对于在高温下长期工作的原材料性能提出了更严格的稳定性要求。该机对于高温构件的正确选材,运行寿命的可靠性预测,在役部件的安全监测,新型高温材料的评估,促进新材料的不断问世都具有极其重要的作用。

高温蠕变持久试验机优势介绍:

1、对开式高温炉及整个系统显著的节能性能:采用目前世界上最先进的全纤维真空一体式压制炉膛,对于需要长时间工作的蠕变持久试验,节能就显得特别重要,传感器水冷自动控制系统能在传感器需要冷却时才启动水冷系统,避免了水冷系统的无效工作时间,同时最新技术的全纤维整体炉膛结构高温炉节能效果显著,这些都使得我们设备具有优越的的整体节能性能,耗能仅为分体高温炉的1/2,具有节能、美观、使用寿命长和安装维修方便的特点,寿命是其他厂家的3倍。对于有些厂家宣称的能通过电路进行温度补偿,而不需要水冷,这对于高精度要求的传感器来说是很缺乏理论依据的,传感器也是不允许超过规定温度使用的,否则传感器很容易损坏。

2、高精度变形测量系统:蠕变变形采用的是进口HEIDENHAIN光栅尺测量,具有其稳定性好、分辨精度高、耐湿热,并能适应恶劣环境等优点。

3、高精度分辨率:试验力分辨力可达到1/300000,且全程不分档,这是试验机一个最重要的技术指标;

4. 稳定可靠的整机性能:力传感器和伺服电机均采用的是进口器件,并采用放大一倍的配置(即5T机采用的是10T传感器),这就保证了长时间试验的整机稳定可靠性。

5. 独特的高温炉定位机构及灵活方便的调节支架:对于需要长时间工作的蠕变持久试验,高温炉的固定定位及事先的方便调整是保证试验长时间进行的必备条件。

6. 温控系统的全电脑操作:许多厂家的温度控制都需要手动在温控柜处设置,而我公司的温度控制完全可在电脑上实现操作,开始试验时只需要按正常的步骤设置好试验温度即可,系统能自动查找对应温度点的参数并发送到温控表中。同时软件系统中具有独立的温度调试模块,可对非试验状态的高温炉进行温度整定调试,并能自动读取整定调试结果存入数据库,无需人工干预。

7.  优异的试验软件:软件具有非常完善及全面的功能,人性互动化操作。如采样频率可由用户自由设定;在力波动大时自动高速采样试验数据,保证了试验数据的真实性,不会丢失特征点,并且力波动到什么程度后开始高速采样,可由用户自己设定力波动阀值来控制。

8、强大的局域网的数据处理及兼容能力:除之前的外部网络诊断功能之外,还具有强大的局域网功能,能将多台5吨机和多台10吨机通过服务器连接成局域网,能实现局域网内数据的快速传输和处理及资源共享,并可以兼容以前的老设备,将其并入局域网内实现统一管理。

高温持久蠕变试验机软件特点:

  1. 可由一台计算机控制多台试验机同时进行试验;
  2. 试验机接收输入指令,实现试验参数的设定,试验方案设置灵活,可根据需要设置循环加载的复杂试验方案,可在试验过程中修改还未执行的试验步骤参数;
  3. 系统自动查找适宜的温控参数对温控表进行设置,不需要人工干预,升温过程采用分段升温,升温过程稳定,有效控制温度过冲;
  4. 监测升温、保温过程,记录温度变化,绘制温度-时间曲线;
  5. 采集试验数据,绘制试验曲线,自动记录并保存数据,采样频率可设置为定时间和定测量值步长;
  6. 可对试验数据的历史资料进行查询、分析,可采用等温线法、K-D参数法、L-M参数法、M-H参数法、M-S参数法求取持久、蠕变极限,并打印试验报告;
  7. 具有断电恢复并去除故障时间、试样保护、试样断裂自动关闭高温炉、远程通讯等功能。
  8. 报警系统  报警方式有:声音、报警装置及短信报警内容可包括:温度超差报警、试验力超限报警、试验结束报警;短信报警还包括交流电源断电报警、周期报送测量值、即时查询测量值等。
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