金属材料单轴拉伸蠕变试验技术参数、试验步骤、原理等介绍！

人类社会的进步与金属材料的运用关系十分密切。金属材料是人类生产、生活不可分割的元素，小到日常用品，大到国防科技，金属材料都发挥着重要作用。金属材料在日常生活中的应用及其不可替代的特性。所以很多做金属材料行业的朋友在生产金属材料制品时都会做单轴拉伸蠕变试验，来测试材料的性能，下面【科准测控】小编就从金属材料单轴拉伸蠕变试验的原理、金属材料拉力试验机、夹具、试样要求、试样制备、试验步骤、结果以及试验报告来给大家做个详细的分析，一起往下看吧！

金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。金属材料可以说是人类社会发展的见证者，因为它在人类社会各个转型期起到了举足轻重的作用。

一、单轴拉伸蠕变试验原理

将试样加热至规定温度，沿试样轴线方向施加恒定拉伸力或恒定拉伸应力（见注）并保持一定时间获得以下结果∶

————规定蠕变伸长（连续试验）；

————通过试验获得适当间隔的残余塑性伸长值（不连续试验）；

————蠕变断裂时间（连续或不连续试验）。

注∶"恒定应力"是指在整个试验过程中任一时刻施加在试样上的试验力与试样横截面积之比保持恒定。通常来说，恒定应力和恒定试验力的试验所获得的结果不同。

二、科准测控金属材料拉力试验机：

金属材料拉力试验机采用交流伺服电机及调速系统一体化结构驱动皮带轮减速系统，经减速后带动精密滚珠丝杠副进行加载。电气部分包括负荷测量系统和位移测量系统组成。所有的控制参数及测量结果均可以在计算机屏幕上实时显示，可计算试样的弹性模量、抗拉强度、断后延伸率等参数。并具有过载保护等功能。

三、技术参数

1.容量选择:5T、10T

2.单位选择:N、KN、T

3.分辩率:1/250000

4.荷重精度:±0.5%以内

5.位移精度:±1%

6.有效测试宽度:390mm

7.最大行程:800mm(不含夹具)

8.速度控制:0.5-300mm/min

9.电源:220V，15A或规定

10.主机净重:550kg

11.外形尺寸:约760×530×1730mm(W×D×H)

科准测控伺服液压万能拉力试验机：

科准测控疲劳试验机：

四、蠕变拉伸夹具：

五、试样要求：

1.形状和尺寸

特殊情况下，还有矩形、方形或其他形状横截面的试样。对于圆形试样的要求不适用于特殊试样。

通常情况下，对于圆形试样L。应不大于1.1倍的L，对于方形或矩形横截面试样L。应不大于1.15倍的L。。

平行段应用过渡弧与试样夹持端连接，夹持端的形状应和试验机的夹持端相适应。对于圆柱形试样过渡弧半径R应在0.25D～1D之间，对于方形或矩形截面试样，过渡弧半径R应在0.25b～1b之间。

除非试样尺寸不够，原始横截面积（S。）应大于等于7mm²。

注∶在特殊情况尤其是对于脆性材料，过渡弧半径可以大于1D。

当采用在平行段的凸台上安装引伸计时，凸台的过渡弧半径可以小于0.25d；凸台过渡弧的选择必须尽量减小应力集中并且应检验确保圆弧没有过切。对于有凸台试样，凸台和夹持端之间的试样直径可能比原始标距内直径大10%。这是为了确保试样断裂发生在试样标距之内。

试样夹持端与试样平行段的同轴度误差为∶

————对于圆形试样，0.005D或者0.03mm，取二者中较大者；

————对于方形或矩形试样，0.005b或者0.03mm，取二者中较大者。

当氧化成为重要影响因素时，可以选择较大原始横截面积（S。）的试样。

原始参考长度的测量应准确至±1%。断后参考长度与原始参考长度的差值应准确至0.25mm。

对于缺口试样，缺口的位置和几何尺寸应由双方协商确定。

六、试样制备

试样应通过机加工的方法使得试样表面缺陷或残余变形降到最低。圆形截面试样的形状公差见表3，方形或矩形截面试样的形状公差见表4。

七、试验步骤

1.试样的加热

试样应加热至规定的试验温度。试样、夹持装置和引伸计都应达到热平衡。

试样应在试验力施加前至少保温1h，除非产品标准另有规定。对于连续试验保温时间不得超过24h。对于不连续试验，试样保温时间不得超过3h，卸载后试样保温时间不得超过1h。

升温过程中，任何时间试样温度不得超过规定温度（T）所允许的偏差。如果超出，应在报告中注明。

对于安装引伸计的蠕变试验，可以在升温过程中施加一定的初负荷（小于试验力的10%）来保持试样加载链的同轴（例如在t=0之前）。

2.施加试验力

试验力应以产生最小的弯矩和扭矩的方式在试样的轴向上施加。

试验力至少应准确到±1%。试验力的施加过程应无振动并尽可能地快速。

应特别注意软金属和面心立方材料的加力过程，因为这些材料可能会在非常低的负荷下或室温下发生蠕变。

当初始应力对应的载荷全部施加在试样上时作为蠕变试验开始（t=0）并记录蠕变伸长（见图1）。

3.试验中断

3.1总则

为了获得足够多伸长数据可以多次周期性地中断试验。

3.2 多试样串联试验

一支试样断裂后，允许将其从试样链中取出并更换为新试样后按1和2规定继续试验。

3.3 意外中断

对于每次试验意外中断的原因——例如∶加热中断或停电，应在试验条件恢复后，记录在试验报告中。应确保不因试样收缩而导致试样上试验力的超载。建议在中断期间保持试样上的初始负荷。

4.温度和伸长的记录

4.1 温度

在整个试验过程中充分记录试样的温度来证实温度条件满足要求是非常重要的。

4.2 伸长

整个试验过程中应连续记录或记录足够多的伸长数据来绘制伸长率-时间曲线（见图3）。

当只测定规定时间的蠕变伸长度时，不必绘制伸长率-时间曲线。只测量初始和最终的伸长量。

对于不连续试验，周期性间断的次数应力求通过在伸长率-时间曲线（见图3）采用内插的方法测定残余伸长率时保证足够的精度。

对于连续试验，应测定初始塑性伸长率A；。

注1∶如果测量弹性和初始塑性伸长之和，在采用逐步加载的方法测量时应减去弹性伸长，或者在试验过程中卸除

部分载荷，或者依据GB/T4338按照蠕变试验类似的加载速率通过高温拉伸试验得到。

对于不连续试验，可依据GB/T4338采用与蠕变试验相同的加载速度以及试验温度为蠕变温度的高温拉伸试验来测定初始塑性伸长率A；。

注2∶对于长时间试验可按以下次序间隔时间来记录不连续蠕变应变量∶100h、250h、1000h、2500h、5000h、10 000 h以后直至40 000 h每5 000 h记录一次。

低于3000h的试验应增加50h的测量间隔，对于低于100h的试验应增加25h的测量间隔。

4.3 伸长率-时间曲线

依据所记录的伸长长长度和时间数据绘制伸长率-时间曲线（见图3）。

八、试验结果

结果的表示

试验结果的表示应按以下规定和GB/T8170进行修约∶

————规定温度（T）∶1℃；

————直径（D）∶0.01mm；

————长径比（Lro/D）∶1位小数；

————原始参考长度（Lro）∶0.1mm；

————初始应力（σ。）∶3位有效数字；

————时间（tfx、tpx）∶3位有效数字；

————时间（tu、tun）∶1%或最接近的整小时（取较小值）；

————伸长率（Ae、Ai、Af、Ap、Aper、Ak）∶3位有效数字；

————蠕变断后伸长率（Au）∶2位有效数字；

————蠕变断面收缩率（Zu）∶2位有效数字；

————蠕变速率∶3位有效数字。

九、试验报告

1.在以下2或者3和3中要求报告的信息，即使在产品标准中没有相应的要求，也应该在试验报告中报告。试验结果的表示和外推图表见附录E。

2.试验报告应包括以下信息∶

————本试验标准编号

————试验类型（连续或不连续试验）；

————材料和试样标识；

————试样的类型和尺寸（包括比例系数k），包括使用的参考长度；

————规定温度以及如果超出偏差范围的显示温度；

————施加的初始应力；

————施加的恒试验力或者恒应力；

————试验结果

————断裂位置（当断在平行段中间2/3以外时）；

————初始塑性伸长率；

————试验意外中断和恢复情况；

————任何影响试验结果的情况，例如∶偏离了规定允差。

3.也可以包括以下信息，在试验委托时要求的信息∶

————试验机类型（单头试验机、多头试验机等）；

————加力时间

————依据足够数据绘制的伸长-时间曲线；

————加力产生的弹性伸长率（见8.4.2）；

————卸载和空载时间产生的弹性和滞弹性伸长率（见8.4.2）；

—————记录任何超出6.3.1中规定的温度允许范围的显示温度值；

————引伸计类型

————试验期间热电偶的漂移值；

————附录E.6中建议的有关试样材料的附加信息。

4.本标准定义的试验条件和限定不应受测量结果的不确定度而调整。

5.不应将试验结果与估测的测量不确定度组合起来评定产品是否符合相关产品标准。

十、试验有效性

除非试验结果满足产品标准或客户规定，如果试样断裂位置发生在平行长度（Le）或引伸计标距（Le）以外则认为断后伸长结果无效。

以上就是【科准测控】小编带来的关于金属材料单轴拉伸蠕变试验的原理是什么？以及试验夹具、试样要求、试样制备、试验步骤、试验结果和试验报告的详细介绍，希望对大家能有所帮助。对于金属材料拉伸如果您还有什么不明白的，欢迎私信或者给我们留言，科准技术团队也会为您解答！