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金屬材料單軸拉伸蠕變?cè)囼?yàn)是評(píng)估金屬材料力學(xué)性能的常用試驗(yàn)方法。該試驗(yàn)的原理是在控制試樣的溫度和濕度的條件下，通過(guò)持續(xù)的單向拉伸作用于試樣，以模擬該材料在實(shí)際應(yīng)用中的疲勞循環(huán)載荷。下面小編來(lái)為大家分享一下金屬材料單軸拉伸蠕變?cè)囼?yàn)設(shè)備怎么選？有哪些值得注意的？

一、金屬材料單軸拉伸蠕變?cè)囼?yàn)設(shè)備要求如下：

1、試驗(yàn)機(jī)

試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能提供施加軸向試驗(yàn)力并使試樣上產(chǎn)生的彎矩和扭矩最小。試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行外觀(guān)檢查以確保試驗(yàn)機(jī)的加力桿、夾具、萬(wàn)向節(jié)和連接裝置都處于良好狀態(tài)。

試驗(yàn)力應(yīng)均勻平穩(wěn)無(wú)震動(dòng)地施加在試樣上。

試驗(yàn)機(jī)應(yīng)遠(yuǎn)離外界的震動(dòng)和沖擊。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)具有試樣斷裂時(shí)將震動(dòng)降到最小的緩沖裝置。試驗(yàn)機(jī)至少應(yīng)符合GB/T168252中1級(jí)試驗(yàn)機(jī)的要求為了保證試驗(yàn)機(jī)和夾具能夠?qū)υ嚇訙?zhǔn)確地施加試驗(yàn)力,應(yīng)定期校準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)的力值和加載同軸度。

試驗(yàn)機(jī)的加載同軸度應(yīng)不超過(guò)10%。試驗(yàn)設(shè)備兩次校準(zhǔn)/檢定的時(shí)間間隔依據(jù)設(shè)備類(lèi)型試驗(yàn)條件、維護(hù)水平和使用頻次而定,除非另有規(guī)定,校準(zhǔn)/檢定周期不超過(guò)12個(gè)月,試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)/檢定參考JJG276如果能夠證明試驗(yàn)設(shè)備在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能夠滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定的要求,那么可以延長(zhǎng)兩次校準(zhǔn)/檢定之間的時(shí)間。
 

2、伸長(zhǎng)測(cè)量裝置

對(duì)于連續(xù)試驗(yàn),應(yīng)使用引伸計(jì)測(cè)量試樣的伸長(zhǎng),引伸計(jì)系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足GB/T12160中1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)準(zhǔn)確度的要求或者能夠滿(mǎn)足相同準(zhǔn)確度要求的其他設(shè)備。可以采用直接安裝在試樣上的引伸計(jì)，也可以采用非接觸式的引伸計(jì)(例如:光學(xué)或激光引伸計(jì))。

建議引伸計(jì)校準(zhǔn)的范圍應(yīng)包含預(yù)期的蠕變應(yīng)變量。

引伸計(jì)應(yīng)每年校準(zhǔn)一次，除非試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)1年。如果預(yù)期試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)校準(zhǔn)周期，應(yīng)在蠕變?cè)囼?yàn)開(kāi)始前對(duì)引伸計(jì)重新校準(zhǔn)。

引伸計(jì)的標(biāo)距不應(yīng)小于10mm。

引伸計(jì)應(yīng)該可以測(cè)量試樣單側(cè)或雙側(cè)的伸長(zhǎng),雙側(cè)引伸計(jì)作為優(yōu)先選擇。

在報(bào)告中應(yīng)注明所使用的引伸計(jì)類(lèi)型(例如;單側(cè)、雙側(cè)軸徑向)。當(dāng)使用雙側(cè)引伸計(jì)測(cè)量試樣伸長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)報(bào)告平均伸長(zhǎng)。
 

注1：對(duì)于連續(xù)變?cè)囼?yàn),引伸計(jì)直接安裝在試樣的平行部分依據(jù)引伸計(jì)Le測(cè)量變伸長(zhǎng)率。

當(dāng)引伸計(jì)安裝在試樣的夾持末端來(lái)測(cè)量蠕變伸長(zhǎng)時(shí)，未端的外形和尺寸應(yīng)保證能夠在試樣的參考長(zhǎng)度內(nèi)完全準(zhǔn)確的測(cè)定伸長(zhǎng)。依據(jù)參考長(zhǎng)度 L，測(cè)量蠕變伸長(zhǎng)率。

通常，引伸計(jì)的標(biāo)距應(yīng)盡可能地接近參考長(zhǎng)度。為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度,標(biāo)距應(yīng)盡可能的大。

注2：如果僅僅測(cè)量變斷裂后的殘余伸長(zhǎng)或規(guī)定時(shí)間的殘余伸長(zhǎng)，則不必使用引伸計(jì)對(duì)于不連續(xù)試驗(yàn),試樣卸載后冷卻到室溫,采用合適的工具測(cè)量標(biāo)距長(zhǎng)度的殘余伸長(zhǎng)。測(cè)量工具的精度應(yīng)達(dá)到 0.01 AL，或0.01 mm,取其大者。完成測(cè)量后,試樣可以再次升溫和加載。

注3：對(duì)于采用短標(biāo)試樣的小應(yīng)變?cè)囼?yàn),例如應(yīng)變小于等于1%,需要選用足夠分力的測(cè)量裝置當(dāng)使用鎳基合金材料的引伸計(jì)時(shí)應(yīng)注意避免虛假的負(fù)蠕變。
 

3、加熱裝置

3.1 加熱裝置溫度的允許偏差

采用加熱裝置加熱試樣至規(guī)定溫度（T）。規(guī)定溫度（T）和顯示溫度（T）之間的允許偏差和試樣長(zhǎng)度方向上允許的最大偏差見(jiàn)表2。

對(duì)于規(guī)定溫度超過(guò)1100℃的試驗(yàn)，應(yīng)由雙方協(xié)商確定溫度的允許偏差。

顯示溫度（T）是在試樣的平行段表面測(cè)得，應(yīng)考慮所有來(lái)源的誤差并對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正。

注：允許采用加熱爐各個(gè)加熱區(qū)間溫度的間接測(cè)量方式來(lái)代替直接測(cè)量試樣表面溫度，這種方式必須證實(shí)能滿(mǎn)足上述偏差的要求。

如果使用引伸計(jì)，則應(yīng)考慮某種方法保護(hù)爐外的引伸計(jì)部分不會(huì)由于爐外空氣溫度的波動(dòng)而對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量產(chǎn)生太大影響。

讀取引伸計(jì)測(cè)量數(shù)值時(shí)，試驗(yàn)機(jī)環(huán)境溫度波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)士3℃。

對(duì)于不連續(xù)試驗(yàn)，標(biāo)距測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)±2℃。如果超過(guò)這個(gè)范圍，應(yīng)考慮環(huán)境溫度變化帶來(lái)的影響。
 

3.2 溫度測(cè)量

3.2.1 總則

溫度顯示裝置的分辨力至少應(yīng)為0.5℃，測(cè)溫裝置的準(zhǔn)確度應(yīng)等于或優(yōu)于1℃。
 

3.2.2 單頭試驗(yàn)機(jī)

對(duì)于單頭試驗(yàn)機(jī)，試樣的平行長(zhǎng)度小于或等于50mm的應(yīng)至少使用2支熱電偶。對(duì)于平行長(zhǎng)度超過(guò)50 mm的試樣，應(yīng)至少使用3支熱電偶。任何情況下應(yīng)將熱電偶固定在試樣平行長(zhǎng)度的兩端，如果使用3支熱電偶，應(yīng)在試樣平行長(zhǎng)度的中段固定1支熱電偶。

如果證實(shí)加熱爐能夠使試樣上的溫度波動(dòng)不超過(guò)3.1的規(guī)定，那么熱電偶的數(shù)量可以減少為1支。
 

3.2.3 多頭試驗(yàn)機(jī)

對(duì)于多頭試驗(yàn)機(jī)，建議每個(gè)試樣上至少固定1支熱電偶。如果只用一支熱電偶，應(yīng)固定在試樣平行長(zhǎng)度的中間位置。如果僅在爐內(nèi)安裝3支控溫?zé)犭娕?，必須要有充分的?shù)據(jù)證明每個(gè)試樣的溫度滿(mǎn)足3.1的要求。

對(duì)于間接測(cè)溫裝置，要求有規(guī)律地測(cè)量每個(gè)加熱區(qū)間內(nèi)熱電偶與給定區(qū)間內(nèi)一定數(shù)量試樣上的溫度差值數(shù)據(jù)。對(duì)于溫度差的非系統(tǒng)部分，800℃以下不超過(guò)±2℃、800℃以上不超過(guò)士3℃。
 

3.2.4 缺口試樣

缺口試樣的溫度測(cè)量應(yīng)滿(mǎn)足6.3.2.2或者6.3.2.3的要求。建議在缺口底部固定一支熱電偶。
 

3.2.5 熱電偶

熱電偶的測(cè)量端與試樣表面應(yīng)保持良好的熱接觸，并應(yīng)該屏蔽以避免熱源的直接輻射。爐內(nèi)電偶絲其余部分應(yīng)該有熱防護(hù)和電絕緣。

注：此條款不適用于間接測(cè)量裝置。
 

3.3 熱電偶和測(cè)溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)

注：不同熱電偶的相關(guān)信息見(jiàn)附錄A。
 

3.3.1 熱電偶的校準(zhǔn)/檢定

對(duì)于試驗(yàn)時(shí)間較短（通常不超過(guò)500 h）的熱電偶至少應(yīng)每12個(gè)月校準(zhǔn)/檢定一次。對(duì)于試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)12個(gè)月的貴金屬熱電偶應(yīng)按以下要求校準(zhǔn)/檢定：

————規(guī)定溫度小于等于600℃的每4年校準(zhǔn)/檢定一次；

————規(guī)定溫度大于600℃而小于等于800℃的每2年校準(zhǔn)/檢定一次；

————規(guī)定溫度大于800℃的每1年校準(zhǔn)/檢定一次。

如果試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)校準(zhǔn)/檢定周期的應(yīng)在試驗(yàn)完成后立即校準(zhǔn)/檢定。如果熱電偶重新焊接，則應(yīng)在使用前再次校準(zhǔn)/檢定。

應(yīng)對(duì)試驗(yàn)溫度或者包含試驗(yàn)溫度的典型區(qū)間對(duì)熱電偶的偏差進(jìn)行標(biāo)定。

如果能夠證明熱電偶的偏差不影響6.3.1中規(guī)定允許的溫度波動(dòng)的，那么可以延長(zhǎng)兩次校準(zhǔn)/檢定之間的時(shí)間。

由于熱電偶污染造成化學(xué)成分變化導(dǎo)致的溫度漂移以及人為處置的物理?yè)p傷都會(huì)導(dǎo)致熱電偶輸出值的變化，這些變化應(yīng)該被記錄并且如果有要求應(yīng)該是可獲得的。

注1：溫度波動(dòng)是由所使用的熱電偶類(lèi)型以及在試驗(yàn)溫度下的暴露時(shí)間決定的。

如果熱電偶的漂移影響超出溫度的允許偏差，則應(yīng)提高校準(zhǔn)/檢定的頻次或者通過(guò)熱電偶的顯示值對(duì)溫度進(jìn)行修正。

注2：熱電偶校準(zhǔn)的相關(guān)信息參見(jiàn)附錄B。
 

3.3.2 溫度測(cè)量裝置的校準(zhǔn)

溫度測(cè)量裝置（包括補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)、接點(diǎn)、冷端、顯示器或記錄儀、數(shù)據(jù)線(xiàn)等）應(yīng)該按照可以追溯至溫度國(guó)際單位的校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn)。

如果可行，應(yīng)在相關(guān)溫度范圍內(nèi)對(duì)測(cè)溫裝置儀表按照J(rèn)JG 617每年校準(zhǔn)一次，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)報(bào)告中給出。
 

3.4 加熱爐均溫帶的校準(zhǔn)

加熱裝置的均溫帶應(yīng)按照J(rèn)JG276進(jìn)行校準(zhǔn)。
 

附 錄 A

（資料性附錄）

不同熱電偶的相關(guān)信息

在JJG141和JJG351中給出了關(guān)于不同類(lèi)型熱電偶的資料，GB/T 4989給出了熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的信息。

對(duì)于使用的貴金屬熱電偶，擇優(yōu)使用S或R型熱電偶，建議使用溫度大于等于400℃。

對(duì)于廉價(jià)的K型熱電偶宜在低于400℃溫度下使用，或高溫下、時(shí)間小于1000h的情況下使用，并且不宜重復(fù)使用。

對(duì)于廉價(jià)的N型熱電偶宜在低于600℃溫度下使用，或高溫下、時(shí)間小于3000h的情況下使用，并且不宜重復(fù)使用。

熱電偶在校準(zhǔn)周期內(nèi)的溫度漂移不宜超過(guò)以下要求：

——當(dāng)溫度小于等于600℃時(shí)為士1℃；

——當(dāng)溫度小于等于800℃，大于600℃時(shí)為士1.5℃；

——當(dāng)溫度小于等于1100℃，大于800℃時(shí)為士2℃。

對(duì)于貴金屬熱電偶，在以下的校準(zhǔn)周期內(nèi)這些要求通?？梢詽M(mǎn)足：

——當(dāng)溫度小于等于600℃時(shí)為4年；

一—當(dāng)溫度小于等于800℃，大于600℃時(shí)為2年；

——當(dāng)溫度小于等于1100℃，大于800℃時(shí)為1年。
 

附 錄 B

（資料性附錄）

熱電偶校準(zhǔn)方法

對(duì)于熱電偶的校準(zhǔn)，推薦兩種方法。兩種方法的目的都是為了保證在校準(zhǔn)溫度下熱電偶顯示的電動(dòng)勢(shì)盡可能地與GB/T 16839.1在該溫度下的參考表保持一致（必要時(shí)對(duì)所有系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正）。兩種方法都使用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，這可直接溯源到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。新的熱電偶應(yīng)滿(mǎn)足GB/T16839.2中的1級(jí)要求或相同級(jí)別。測(cè)溫裝置的校準(zhǔn)應(yīng)該分開(kāi)進(jìn)行或在熱電偶校準(zhǔn)期間進(jìn)行。

第一種方法是基于熱電偶的原位校準(zhǔn)，即熱電偶的校準(zhǔn)是在實(shí)際使用的爐子或熱電偶插入至校準(zhǔn)爐中至相同的深度且沿?zé)犭娕冀z的溫度梯度也相同。原位校準(zhǔn)確定的誤差用于修正指定熱電偶溫度。如果誤差超過(guò)與插入深度相關(guān)的不確定度關(guān)聯(lián)的誤差極限，則熱電偶廢棄。在熱電偶校準(zhǔn)過(guò)程中宜觀(guān)察并盡量減小由于不同的埋入深度造成的參考熱電偶的漂移。

第二種方法是在校準(zhǔn)爐中將熱電偶埋入與試驗(yàn)爐相近的深度。在校準(zhǔn)時(shí)，如果誤差超出實(shí)驗(yàn)室的允差（必須包括插入深度的影響）時(shí)，應(yīng)剪去熱電偶末端并重新焊接和/或退火后，再重新校準(zhǔn)。如果再次校準(zhǔn)后，仍然超出校準(zhǔn)允差，則熱電偶廢棄。