拉伸蠕变检测:如何揭示材料在长期应力作用下的行为

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检测样品

为了获得准确的拉伸蠕变测试结果,选择合适的样品至关重要。通常,测试样品需要满足以下条件:

  • 材料种类:拉伸蠕变测试适用于各种金属、合金、塑料以及复合材料,尤其是那些在高温环境下使用的材料。
  • 尺寸要求:样品的形状通常为标准的拉伸试样,按照国际标准进行裁剪,确保测试的可重复性和准确性。
  • 表面处理:测试前对样品的表面进行适当的清洁与处理,避免污染物影响实验结果。

检测项目

拉伸蠕变检测涉及多个项目,旨在全面评估材料在不同条件下的性能。主要检测项目包括:

  • 蠕变速率:通过记录材料在不同时间点的变形速率,评估材料在长期负荷作用下的变形行为。
  • 蠕变断裂:分析材料在特定应力下,最终发生断裂的时间、应变和断裂模式。
  • 温度效应:在不同温度条件下测试材料的蠕变性能,评估高温环境对材料性能的影响。
  • 应力依赖性:测试不同应力水平下的蠕变行为,了解材料在不同负荷下的耐久性。

检测仪器

进行拉伸蠕变测试时,需要借助专门的检测仪器来确保数据的精确度和可靠性。常用的检测仪器包括:

  • 拉伸蠕变试验机:这是用于施加恒定拉伸应力并记录样品变形的主要设备。该试验机能够精确控制应力、应变和温度,适用于高温或长时间的测试。
  • 温控装置:为了模拟实际使用环境中的温度变化,通常配有高精度的温控系统,确保测试过程中样品保持在设定的温度范围内。
  • 位移传感器:用于精确测量样品在加载应力后的变形量,通常配备高精度的位移传感器来记录微小的形变。
  • 应力/应变计:通过监测样品的应力和应变,可以实时评估蠕变过程中的材料响应。

检测方法

拉伸蠕变检测通常采用以下几种方法来进行:

  • 静态拉伸法:在常温或高温环境下,将样品承受恒定的拉伸应力,并通过延长测试时间来观察其形变行为。
  • 恒温拉伸法:通过在特定温度下进行长时间加载,观察温度对材料蠕变特性的影响。
  • 多阶段加载法:在实验过程中,不同的应力阶段交替进行,通过比较各阶段材料的蠕变响应,分析其蠕变机制。

这些检测方法结合了先进的仪器技术和精密的实验流程,可以获得材料在不同环境条件下的蠕变行为数据,为工业应用中的材料选择提供科学依据。

检测标准(部分)

《 GB/T 2039-2024 金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法 》标准简介

  • 标准名称:金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法
  • 标准号:GB/T 2039-2024
    中国标准分类号:H22
  • 发布日期:2024-05-28
    国际标准分类号:77.040.10
  • 实施日期:2024-12-01
    技术归口:全国钢标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 2039-2012
    主管部门:中国钢铁工业协会
  • 标准分类:冶金金属材料试验金属材料机械试验
  • 内容简介:

    国家标准《金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法》由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC4(全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分会)执行,主管部门为中国钢铁工业协会。

    本文件规定了以下方法:a)连续监测延伸的连续蠕变试验;b)定期测量伸长率的间断蠕变试验;c)通常只测量断裂时间的蠕变断裂(持久)试验;d)给定应力下超过预定时间的验证试验,不记录延伸率或伸长率。本文件适用于光滑试样和缺口试样的蠕变(持久)试验。

《 HB 5151-1996 金属高温拉伸蠕变试验方法 》标准简介

  • 标准名称:金属高温拉伸蠕变试验方法
  • 标准号:HB 5151-1996
    中国标准分类号:V16
  • 发布日期:1996-09-13
    国际标准分类号:77.040
  • 实施日期:1996-10-01
    技术归口:
  • 代替标准:代替HB 5151-1980
    主管部门:
  • 标准分类:冶金HB 航空
  • 内容简介:

    本标准规定了金属与合金高温拉伸蠕变试验的符号、名称、定义、试样、试验设备、试验程序、试验结果处理和试验报告。  本标准适用于测定金属试样在低于1200℃的恒定温度和恒定拉伸负荷作用下,试验至规定时间不超过10000h,总伸长率低于1%的蠕变应变、蠕变速率和蠕变极限。

《 T/CSTM 00079-2019 金属管高温水蒸汽/烟气环境拉伸蠕变试验方法 》标准简介

  • 标准名称:金属管高温水蒸汽/烟气环境拉伸蠕变试验方法
  • 标准号:T/CSTM 00079-2019
    中国标准分类号:H22/M732
  • 发布日期:2019-08-13
    国际标准分类号:77.040.10
  • 实施日期:2019-11-13
    团体名称:中关村材料试验技术联盟
  • 标准分类:H 住宿和餐饮业冶金
  • 内容简介:

    本标准规定了金属管在高温水蒸汽/烟气环境下的轴向拉伸蠕变持久试验方法的术语和定义、符号及说明、试验原理、试验设备、金属管试样、试验程序、试验结果的处理、试验结果有效性和试验报告

    本标准适用于火电、核电等领域中大量使用的高温水蒸汽换热管在高温水蒸汽/烟气腐蚀环境下的拉伸蠕变性能测试,主要包括稳态蠕变速率、蠕变极限、蠕变断裂时间、蠕变强度极限、蠕变断后伸长率和断面收缩率性能

《 YS/T 1367-2020 航空用钛合金薄板拉伸蠕变试验方法 》标准简介

  • 标准名称:航空用钛合金薄板拉伸蠕变试验方法
  • 标准号:YS/T 1367-2020
    中国标准分类号:H22
  • 发布日期:2020-12-09
    国际标准分类号:77.040
  • 实施日期:2021-04-01
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:工业和信息化部
  • 标准分类:冶金金属材料试验金属材料机械试验制造业YS 有色金属
  • 内容简介:

    行业标准《航空用钛合金薄板拉伸蠕变试验方法》,主管部门为工业和信息化部。本标准规定了航空用钛合金薄板拉伸蠕变性能的试验方法。本标准适用于350℃~650℃、厚度不大于4mm的航空用钛合金薄板高温拉伸蠕变性能的测定。

《 FZ/T 60037-2013 膜结构用涂层织物 拉伸蠕变性能试验方法 》标准简介

  • 标准名称:膜结构用涂层织物 拉伸蠕变性能试验方法
  • 标准号:FZ/T 60037-2013
    中国标准分类号:W55
  • 发布日期:2013-10-17
    国际标准分类号:59.100
  • 实施日期:2014-03-01
    技术归口:全国纺织品标准化技术委员会产业用纺织品分会
  • 代替标准:
    主管部门:工业和信息化
  • 标准分类:纺织和皮革技术复合增强材料FZ 纺织复合增强材料综合
  • 内容简介:

    行业标准《膜结构用涂层织物 拉伸蠕变性能试验方法》由全国纺织品标准化技术委员会产业用纺织品分会归口上报,主管部门为工业和信息化。本标准规定了测定膜结构用涂层织物(以下简称膜材)的拉伸蠕变性能的方法。本标准适用于以合成纤维或玻璃纤维织物为基布,经浸渍、涂层或层压工艺在基布表面覆盖聚合物连续层,作为膜结构建筑用的涂层织物。

《 GB/T 2039-1997 金属拉伸蠕变及持久试验方法 》标准简介

  • 标准名称:金属拉伸蠕变及持久试验方法
  • 标准号:GB/T 2039-1997
    中国标准分类号:H22
  • 发布日期:1997-03-17
    国际标准分类号:77.040.10
  • 实施日期:1997-09-01
    技术归口:全国钢标准化技术委员会
  • 代替标准:被GB/T 2039-2012代替
    主管部门:中国钢铁工业协会
  • 标准分类:冶金金属材料试验金属材料机械试验
  • 内容简介:

    国家标准《金属拉伸蠕变及持久试验方法》由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,主管部门为中国钢铁工业协会。

    本标准规定了金属拉伸蠕变及持久试验的适用范围、引用标准、试验原理、符号、术语及定义、试样、试验设备及仪器、试验、试验结果处理及试验报告。 本标准方法适用于测定金属如下力学性能: 稳态蠕变速率 蠕变极限 蠕变伸长率 持久断裂时间 持久强度极限 持久断后伸长率及断面收缩率 持久缺口敏感系数

《 GB/T 11546-1989 塑料拉伸蠕变测定方法 》标准简介

  • 标准名称:塑料拉伸蠕变测定方法
  • 标准号:GB/T 11546-1989
    中国标准分类号:G32
  • 发布日期:1989-07-19
    国际标准分类号:83.080
  • 实施日期:1990-07-01
    技术归口:全国塑料标准化技术委员会
  • 代替标准:被GB/T 11546.1-2008代替
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业塑料
  • 内容简介:

    本标准规定了硬质塑料拉伸蠕变测定方法。 本标准适用于所有硬质模塑塑料或板材。 本标准测得的数据可用于: 材料性能比较; 零件设计; 表示恒定载荷下的长期特性; 制订技术条件。

《 GB/T 17637-1998 土工布及其有关产品 拉伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能的测定 》标准简介

  • 标准名称:土工布及其有关产品 拉伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能的测定
  • 标准号:GB/T 17637-1998
    中国标准分类号:W59
  • 发布日期:1998-12-24
    国际标准分类号:59.080.70
  • 实施日期:1999-03-01
    技术归口:全国纺织品标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国纺织工业联合会
  • 标准分类:纺织和皮革技术纺织产品土工布
  • 内容简介:

    国家标准《土工布及其有关产品 拉伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能的测定》由TC209(全国纺织品标准化技术委员会)归口,TC209SC7(全国纺织品标准化技术委员会产业用纺织品分会)执行,主管部门为中国纺织工业联合会。

    本标准规定了测定土工布及其有关产品的拉伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能的方法。 本标准适用范围限于:由于其过早毁坏或由于其蠕变影响了在结构中的加强作用而可能造成结构塌陷的产品。 由于该试验耗时长,且步骤复杂,因此建议下作为日常质量控制试验。

《 GB/T 2039-2012 金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法 》标准简介

  • 标准名称:金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法
  • 标准号:GB/T 2039-2012
    中国标准分类号:H22
  • 发布日期:2012-06-29
    国际标准分类号:77.040.10
  • 实施日期:2013-03-01
    技术归口:全国钢标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 2039-1997
    主管部门:中国钢铁工业协会
  • 标准分类:冶金金属材料试验金属材料机械试验
  • 内容简介:

    国家标准《金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法》由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC4(全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分会)执行,主管部门为中国钢铁工业协会。

    本标准规定了连续和不连续的单轴拉伸蠕变试验方法,用于测定金属材料的性能,尤其是在指定温度下的蠕变伸长和蠕变断裂时间。本标准适用于光滑试样和缺口试样的持久试验。

《 GB/T 11546.1-2008 塑料 蠕变性能的测定 第1部分:拉伸蠕变 》标准简介

  • 标准名称:塑料 蠕变性能的测定 第1部分:拉伸蠕变
  • 标准号:GB/T 11546.1-2008
    中国标准分类号:G31
  • 发布日期:2008-08-04
    国际标准分类号:83.080.01
  • 实施日期:2009-04-01
    技术归口:全国塑料标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 11546-1989
    主管部门:中国石油和化学工业联合会
  • 标准分类:橡胶和塑料工业塑料塑料综合
  • 内容简介:

    国家标准《塑料 蠕变性能的测定 第1部分:拉伸蠕变》由TC15(全国塑料标准化技术委员会)归口,TC15SC4(全国塑料标准化技术委员会通用方法和产品分会)执行,主管部门为中国石油和化学工业联合会。

    GB/T 11546的本部分规定了在预处理、温度和湿度等给定条件下测定塑料标准试样拉伸蠕变的方法。本部分规定的方法适用于硬质和半硬质的非增强、填充和纤维增强的塑料材料(定义见GB/T 2035-2008),适用于直接模塑的哑铃形试样或从薄片或模塑制品机加工所得的试样。本部分规定的方法可为工程设计、研究和开发提供数据。工程设计用数据需要用引伸计对试样标线间距离进行测量,研究或质量控制用数据可以依据夹具间距离变化(标称伸长)进行计算。拉伸蠕变随着试样制备、试样尺寸和试验环境的不同将发生很大改变。试

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结语

拉伸蠕变检测是理解材料在长时间负荷作用下行为的核心技术,能够帮助科研人员和工程师评估材料的长期稳定性与安全性。通过科学的检测方法和精密的仪器设备,我们不仅可以揭示材料的物理特性,还可以优化其在实际工程中的应用。然而,尽管现有技术已相当成熟,随着新材料的不断发展,拉伸蠕变的研究仍将继续为我们提供更深入的理解与技术支持。

结语

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