什么是蠕变测试?
蠕变试验,在某些情况下称为应力松弛试验,是一种破坏性材料试验方法,用于确定材料的长期强度和耐热性。进行蠕变试验时,试样要长时间承受高温条件,并承受恒定的拉力或拉应力。就持续时间而言,在长达约10,000小时的短期测试和从约10,000 小时开始的长期测试之间进行区分。
蠕变测试的目的是预测材料在某些操作条件下的寿命。
蠕变是什么意思?
蠕变是用于描述材料在较长时间内发生塑性变形的术语。是较小的负载和较长时间的高温也会导致金属、陶瓷、塑料等材料的变形。
以下因素显着影响蠕变特性:
1.负载范围,
2.温度水平,
3.负载应用的持续时间。
蠕变试验确定了哪些特征值?
1.破裂时间
2.应变
3.蠕变断裂应变
4.蠕变断裂颈缩
5.蠕变限制时间
6.染色极限时间(屈服点)
7.蠕变模量(应力与应变的比值与施加载荷持续时间的函数)
8.蠕变强度
9.蠕变应变
10.应力松弛
什么是蠕变强度?
蠕变强度指示材料在指定操作条件下的使用寿命,它提供了将导致材料失效的机械应力值,在恒定温度下保持一定时间。该值是通过蠕变测试确定的,对于在各种应用中使用材料至关重要。航空航天部件和发动机部件在承受高负载时也只能发生小的变形。如果一个组件经历了蠕变应变,在去除负载后它也不会恢复其原始形状。如果材料在很长一段时间内承受过大的应力,就会出现裂纹和断裂。
蠕变试验的三个阶段:
蠕变试验分为三个阶段:一次蠕变、二次蠕变和三次蠕变。蠕变曲线提供有关指定时间段内的蠕变行为的信息。
在初级蠕变阶段,由于塑性变形,材料的机械强度增加,蠕变速度随之降低。
随着应变和试验持续时间的延长,硬化和软化逐渐开始。这个阶段的特点是蠕变速度恒定,被称为二次蠕变阶段。
在三次蠕变阶段,材料的损伤导致蠕变速度显着增加,终导致试样断裂。就材料的使用寿命而言,三次蠕变阶段只需要很短的时间。二次蠕变消耗了整个使用寿命的大部分。
蠕变测试(定义负载):
蠕变测试(定义扩展)图表:
常见的试样形状:
1.带螺纹端的圆形试样
2.带螺纹端和刀刃的圆形试样
3.带螺纹端的缺口圆形试样
4.带纽扣头和孔的扁平试样
5.带纽扣头和刀刃的扁平试样
6.管段试样
7.CT标本
金属蠕变试验的相关标准:
ISO 204金属材料 – 拉伸单轴蠕变试验
ASTM E139金属材料蠕变、蠕变破裂和应力破裂测试的标准测试方法
EN 2002-005金属材料测试方法 - 第 005 部分:不间断蠕变和应力断裂测试
ASTM E328材料和结构应力松弛标准测试方法
ISO 15630-3混凝土钢筋和预应力钢 - 测试方法
ASTM G129用于评估金属材料对环境辅助开裂敏感性的慢应变率测试标准实践
ASTM F519电镀/涂层工艺和服务环境机械氢脆评估的标准测试方法
ASTM F1624用增量步进加载技术测量钢中氢脆阈值的标准测试方法
ASTM E1457金属蠕变裂纹扩展时间测量的标准测试方法
ASTM E2760蠕变疲劳裂纹扩展测试的标准测试方法
ASTM E647疲劳裂纹扩展率测量标准测试方法
ASTM E2714蠕变疲劳测试标准测试方法
ASTM E606应变控制疲劳测试的标准测试方法
ISO 12106金属材料 - 疲劳测试 - 轴向应变控制方法
经验证的应变控制热机械疲劳测试实践规范:
ISO 12111金属材料 - 疲劳试验 - 应变控制热机械疲劳试验方法
ASTM E2368应变控制热机械疲劳测试的标准实践
塑料蠕变试验的相关标准:
ISO 899-1 蠕变行为的测定 - 第 1 部分:拉伸蠕变
ISO 899-2 蠕变行为的测定 - 第 2 部分:三点加载的弯曲蠕变
ASTM D2990塑料拉伸、压缩和弯曲蠕变和蠕变破裂的标准测试方法
ISO 16770塑料 - 聚乙烯环境应力开裂 (ESC) 的测定 - 全缺口蠕变试验 (FNCT)
ISO 3384-1硫化或热塑性橡胶 – 压缩应力松弛的测定
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