ขั้นตอนสำหรับการทดสอบแรงดึงอุณหภูมิสูง
การทดสอบแรงดึงอุณหภูมิสูงเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่ใช้ในการประเมินคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่สูงขึ้นให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเลือกวัสดุและการออกแบบทางวิศวกรรมในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง ด้านล่างนี้เป็นคู่มือรายละเอียดทีละขั้นตอนเพื่อทำการทดสอบแรงดึงอุณหภูมิสูง
1. การเตรียมอุปกรณ์และวัสดุ
ขั้นแรกให้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องทดสอบแรงดึงอุณหภูมิสูงอยู่ในสภาพที่ทำงานได้ดี เครื่องนี้ควรติดตั้งเตาทำความร้อนที่สามารถบรรลุและรักษาอุณหภูมิการทดสอบเป้าหมายได้เช่นเดียวกับระบบควบคุมอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง (โดยทั่วไปภายในอุณหภูมิ± 1 องศาของอุณหภูมิที่ตั้งไว้) ปรับเทียบเซลล์โหลดและเครื่องขยายเวลาของเครื่องทดสอบตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดแรงและการเสียรูปที่แม่นยำ
ถัดไปเตรียมตัวอย่างทดสอบ ตัวอย่างควรประดิษฐ์ตามข้อกำหนดมาตรฐาน (เช่น ASTM E8/E8M หรือ ISO 6892-2) เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสอดคล้องและการเปรียบเทียบผลลัพธ์ วัสดุของชิ้นงานควรเป็นตัวแทนของวัสดุที่จะประเมิน ก่อนการทดสอบให้ตรวจสอบตัวอย่างอย่างระมัดระวังสำหรับข้อบกพร่องใด ๆ (เช่นรอยแตกรอยขีดข่วนหรือการรวม) ที่อาจส่งผลกระทบต่อผลการทดสอบ วัดขนาดของชิ้นงานตัวอย่างอย่างแม่นยำรวมถึงความยาวของมาตรวัดพื้นที่หน้าตัดและความกว้าง (สำหรับตัวอย่างแบน) หรือเส้นผ่านศูนย์กลาง (สำหรับตัวอย่างกลม) โดยใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำเช่นไมโครมิเตอร์หรือคาลิปเปอร์ บันทึกมิติเหล่านี้เนื่องจากมีความสำคัญสำหรับการคำนวณคุณสมบัติเชิงกลเช่นความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด
2. การตั้งค่าพารามิเตอร์ทดสอบ
กำหนดอุณหภูมิการทดสอบเป้าหมายตามข้อกำหนดแอปพลิเคชันของวัสดุ อุณหภูมิสูงทั่วไปมีตั้งแต่ไม่กี่ร้อยองศาเซลเซียสถึงหนึ่งพันองศาเซลเซียสขึ้นอยู่กับการใช้งานของวัสดุ ป้อนอุณหภูมิเป้าหมายลงในระบบควบคุมอุณหภูมิของเตาทำความร้อนและให้เวลาเพียงพอสำหรับเตาเผาที่จะเข้าถึงและทำให้เสถียรที่อุณหภูมินี้ สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าอุณหภูมินั้นสม่ำเสมอภายในความยาวของมาตรวัดของชิ้นงาน สิ่งนี้สามารถตรวจสอบได้โดยใช้เทอร์โมคัปเปิลที่อยู่ใกล้กับชิ้นงาน
ตั้งค่าอัตราความเครียดสำหรับการทดสอบ อัตราความเครียดมีผลต่อพฤติกรรมเชิงกลของวัสดุที่อุณหภูมิสูงดังนั้นควรเลือกตามมาตรฐานหรือข้อกำหนดการทดสอบเฉพาะ อัตราความเครียดทั่วไปมีตั้งแต่10⁻⁴ถึง10⁻²ต่อวินาที นอกจากนี้กำหนดค่าระบบการเก็บข้อมูลเพื่อบันทึกพารามิเตอร์เช่นโหลดการกระจัดอุณหภูมิและเวลาตลอดการทดสอบ
3. การติดตั้งตัวอย่าง
วางตัวอย่างลงในเตาทำความร้อนอย่างระมัดระวังเพื่อให้มั่นใจว่ามันอยู่ในแนวเดียวกันกับกึ่งกลางของกรามของเครื่องทดสอบเพื่อหลีกเลี่ยงการแนะนำช่วงเวลาการดัดในระหว่างการทดสอบ แนบเครื่องขยายเสียงเข้ากับความยาวของมาตรวัดของชิ้นงานตรวจสอบให้แน่ใจว่าแขนของ Extensometer นั้นมีการสัมผัสที่ดีกับตัวอย่างและเครื่องขยายเสียงนั้นเข้ากันได้กับอุณหภูมิสูง
4. การทดสอบ
เมื่อชิ้นงานติดตั้งและเตามีความเสถียรที่อุณหภูมิเป้าหมายให้เริ่มการทดสอบ เครื่องทดสอบจะใช้โหลดแรงดึงกับชิ้นงานในอัตราความเครียดที่ตั้งไว้ ในระหว่างการทดสอบให้ตรวจสอบโหลดการกระจัดอุณหภูมิและพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องอย่างต่อเนื่อง สังเกตตัวอย่างสำหรับสัญญาณของการเสียรูปคอหรือการแตกหัก
เมื่อชิ้นงานแตกหักให้หยุดการทดสอบ บันทึกการโหลดสูงสุดที่ใช้การยืดตัวที่การแตกหักและข้อมูลอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง ถอดชิ้นงานที่หักออกจากเครื่องทดสอบและตรวจสอบพื้นผิวการแตกหักสำหรับคุณสมบัติใด ๆ (เช่นบุตรบืดที่เหนียวหรือแตกแยก) ที่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมการแตกหักของวัสดุที่อุณหภูมิสูง
5. การวิเคราะห์ข้อมูลและการรายงาน
หลังจากการทดสอบแล้วให้วิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมเพื่อคำนวณคุณสมบัติเชิงกลเช่นความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด (UTS), ความแข็งแรงของผลผลิต (ถ้ามี), การยืดตัวเมื่อหยุดพักและการลดพื้นที่ UTS คำนวณเป็นโหลดสูงสุดหารด้วยพื้นที่หน้าตัดดั้งเดิมของชิ้นงาน การยืดตัวเมื่อหยุดพักจะถูกกำหนดโดยการวัดการเพิ่มขึ้นของความยาวของมาตรวัดหลังจากการแตกหักเมื่อเทียบกับความยาวของมาตรวัดดั้งเดิมแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์
จัดทำรายงานการทดสอบที่มีรายละเอียดเช่นข้อกำหนดของวัสดุขนาดตัวอย่างอุณหภูมิทดสอบอัตราความเครียดผลการทดสอบ (รวมถึงคุณสมบัติเชิงกลที่คำนวณได้) และการสังเกตใด ๆ ที่เกิดขึ้นในระหว่างการทดสอบ (เช่นลักษณะการแตกหัก) แนบกราฟที่เกี่ยวข้องเช่นเส้นโค้งความเครียดความเครียดซึ่งแปลงความเครียด (โหลดหารด้วยพื้นที่หน้าตัดดั้งเดิม) กับความเครียด (การยืดตัวหารด้วยความยาวมาตรวัดดั้งเดิม) ตลอดการทดสอบ
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าการทดสอบแรงดึงอุณหภูมิสูงต้องใช้การยึดมั่นอย่างเข้มงวดกับโปรโตคอลความปลอดภัยเนื่องจากการทำงานกับอุณหภูมิสูงและอุปกรณ์เครื่องจักรกลอาจก่อให้เกิดอันตราย ผู้ประกอบการควรสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสมและพื้นที่ทดสอบควรมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยเช่นปุ่มหยุดฉุกเฉินและเครื่องป้องกันความร้อน นอกจากนี้การบำรุงรักษาและการสอบเทียบอุปกรณ์ทดสอบเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของผลการทดสอบ
