परीक्षण उपकरण
1। परीक्षण मशीन
(1) आम तौर पर, परीक्षण मशीन के सटीकता स्तर को GB/T16825.1 की आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए और कक्षा 1 या बेहतर होना चाहिए, जब तक कि अन्यथा उत्पाद मानक में निर्दिष्ट न हो।
परीक्षण मशीन का लचीलापन परीक्षण उपकरण (परीक्षण मशीन और क्रायोजेनिक डिवाइस) का लचीलापन (परीक्षण बल के तहत उपकरणों के विस्थापन का प्रतिशत) ज्ञात होना चाहिए। परीक्षण मशीन के लचीलेपन को मापने के लिए, एक कठोर नमूना या एक विशेष अंशांकन नमूना को बल प्रणाली से जोड़ा जाना चाहिए और एक कम परीक्षण बल और लचीलेपन को मापने के लिए परीक्षण मशीन द्वारा अनुमत अधिकतम परीक्षण बल को लागू किया जाना चाहिए। अलग -अलग लचीलेपन नमूना के बढ़ाव और तन्य शक्ति को प्रभावित कर सकते हैं क्योंकि नमूना कम लचीलेपन के साथ एक परीक्षण मशीन पर अधिक असंतोषजनक विरूपण से गुजरना होगा।
तरल में सिस्टम डिज़ाइन सामग्री की ताकत आमतौर पर कमरे के तापमान पर दो बार या उससे अधिक होती है। कम तापमान की स्थिति के तहत, स्थिरता के समान ज्यामितीय आयामों के साथ नमूनों के लिए, थर्मोस्टैट, बल प्रणाली के घटकों और स्थिरता को अधिक बलों के अधीन किया जाएगा। चूंकि कई परीक्षण मशीनों की क्षमता 100KN से अधिक नहीं है, इसलिए उपकरण को डिजाइन में छोटे नमूनों के उपयोग पर विचार करना चाहिए।
अधिकांश फेरिटिक स्टील्स सहित कई सामग्रियों की सामग्री का चयन, 4K पर भंगुर हो जाता है। उपकरण की क्षति से बचने के लिए, जुड़नार और अन्य लोडिंग श्रृंखला घटकों के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री उच्च शक्ति, कठिन, कम तापमान वाले मिश्र धातुओं की होनी चाहिए। कम तापीय चालकता वाली सामग्री प्रभावी रूप से गर्मी चालन को रोक सकती है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (022R19NI10N), मार्टेंसिटिक स्टील (जैसे कि 12CR13 के साथ रस्ट-प्रूफ निकल चढ़ाना), जाली निकेल-आधारित सुपर मिश्र और टाइटेनियम मिश्र धातुओं (TC4 या TA7) का उपयोग फिक्स्चर, टाई रॉड्स और थर्मोस्टेट फ्रेम के उत्पादन के लिए किया गया है। गैर-धातु सामग्री (जैसे कि एपॉक्सी राल कंपोजिट) उत्कृष्ट इंसुलेटर हैं और इसका उपयोग संपीड़न भागों को बनाने के लिए किया जा सकता है।
संरेखण सटीक प्रणाली तन्य परीक्षणों में संरेखण झुकने वाले तनाव को कम करने के लिए एक मूल साधन है। उपकरण और जुड़नार को समायोजित किया जाना चाहिए ताकि लोड को अंशांकन नमूने पर सटीक रूप से लागू किया जा सके ताकि अधिकतम झुकने का तनाव अक्षीय तनाव के 10% से अधिक न हो। एक स्वीकार्य स्तर तक झुकने वाले तनाव को कम करने के लिए, समायोजन फ़ंक्शन के साथ थर्मोस्टेट पर बैलेंस रेगुलेटर को समायोजित किया जाना चाहिए, या गैर-समायोज्य थर्मोस्टैट्स की भरपाई के लिए शिमों का उपयोग किया जाना चाहिए। एक योग्य उपकरण के लिए, तनाव की गणना कम और अधिकतम भार पर अंशांकन नमूना की रीडिंग के आधार पर की जाती है।
कमरे के तापमान और 4K पर अक्षीय विधि का उपयोग करके अनुपालन के लिए परीक्षण उपकरण की जाँच की जा सकती है। उपकरणों के अक्षीय परीक्षण को पूरा करने के लिए, नमूना की संरचना और थर्मोस्टैट की पसंद वास्तविक कम तापमान परीक्षण के लिए समान होनी चाहिए, और नमूना का फैलाव यथासंभव छोटा होना चाहिए। लोडिंग के दौरान, नमूना समानांतर लंबाई में प्लास्टिक के तनाव से नहीं गुजरना चाहिए। कुछ मामलों में, अपेक्षाकृत कठिन, उच्च शक्ति वाले अंशांकन नमूनों का उपयोग करना आवश्यक है।
1) बेलनाकार नमूनों के लिए, अधिकतम झुकने वाले तनाव की गणना तीन प्रतिरोध तनाव गेज, एक्सटेंसोमीटर या क्लैंप गेज का उपयोग करके की जानी चाहिए, जो नमूना के समानांतर लंबाई के बीच में और समान अंतराल पर परिधि पर स्थापित किया गया है।
2) वर्ग या आयताकार क्रॉस-सेक्शन वाले नमूनों के लिए, उपभेदों को दो समानांतर (सममित) चेहरों के केंद्र में मापा जाना चाहिए; पतली प्लेट नमूनों के लिए, उपभेदों को दो विस्तृत चेहरों के केंद्र में मापा जाना चाहिए।
3) थ्रेडेड या पिन किए गए जुड़नार के लिए, नमूना विक्षेपण के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए निम्नलिखित चरणों का उपयोग किया जा सकता है। स्थिरता और पुल रॉड को अभी भी रखते हुए, नमूना 180 डिग्री को घुमाएं, अक्षीय माप को दोहराएं, और फिर अधिकतम झुकने वाले तनाव और नमूना के अक्षीय तनाव की गणना करें। यदि अन्य जुड़नार या कनेक्शन विधियों का उपयोग नमूना विक्षेपण के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, तो इसे रिपोर्ट में नोट किया जाना चाहिए।
तन्यता परीक्षण में नमूने पर एक ही स्थान पर छोटे उपभेदों को मापते समय, लोडिंग की अक्षीयता (जो नमूना मशीनिंग के कारण हो सकती है) माप त्रुटियों का कारण बनती है। इसलिए, अलग -अलग तनाव को मापने के लिए नमूना के समानांतर लंबाई (या कम से कम दो सममित बिंदुओं पर यदि उपकरण अच्छी तरह से संरेखित किया गया है) पर तीन समान रूप से स्थान प्राप्त करना आवश्यक है। अंत में, तीन या दो बिंदुओं के औसत तनाव की रिपोर्ट करें जो नमूना के समानांतर लंबाई के भीतर सममित रूप से केंद्रित हैं।
नमूने के प्रकार के अनुसार अलग -अलग जुड़नार का चयन किया जाना चाहिए। उपकरण क्षति से बचने के लिए, कम तापमान प्रतिरोधी सामग्री से बने विशेष कम तापमान जुड़नार का चयन किया जाना चाहिए।
क्रायोस्टैट और इसके सहायक उपकरण
क्रायोस्टैट क्रायोस्टैट (चित्र 2-38 देखें) तरल हीलियम को स्टोर करने में सक्षम होना चाहिए। मौजूदा परीक्षण मशीनों के लिए, क्रायोस्टैट का फ्रेम विशेष रूप से बनाया गया है, और वैक्यूम बोतल को वाणिज्यिक चैनलों के माध्यम से खरीदा जा सकता है। Cryostat को केंद्रित समायोजन के लिए लोड दिशा को समायोजित करने के लिए एक घुंडी से लैस किया जा सकता है।
वैक्यूम बोतल स्टेनलेस स्टील वैक्यूम बोतलें (बेहतर प्रभाव प्रतिरोध) कांच के वैक्यूम बोतलों की तुलना में सुरक्षित हैं। आम तौर पर, अल्पकालिक तन्यता परीक्षणों के लिए, एक एकल-परत तरल नाइट्रोजन वैक्यूम बोतल पर्याप्त है। बेशक, एक डबल-लेयर वैक्यूम बोतल का भी उपयोग किया जा सकता है, जिसमें तरल नाइट्रोजन से भरी बाहरी परत और तरल हीलियम से भरी आंतरिक परत होती है।
सहायक उपकरण वैक्यूम बोतल और तरल जलसेक पाइप को वैक्यूम अछूता होने की आवश्यकता है। इसलिए, सहायक उपकरण जैसे कि वैक्यूम पंप, उच्च दबाव वाली हवा और तरल नाइट्रोजन की बोतलों की आवश्यकता होती है।
3। तरल स्तर संकेतक
पूर्व निर्धारित परीक्षण की स्थिति सुनिश्चित करने के लिए, पर्यावरण में एक निश्चित स्तर के तरल नाइट्रोजन को बनाए रखना आवश्यक है। पारंपरिक परीक्षणों में, चूंकि नमूना पूरी तरह से तरल नाइट्रोजन में डूबा हुआ है, इसलिए इसकी सतह के तापमान को मापने के लिए थर्मोकॉल्स का उपयोग करना आवश्यक नहीं है। संकेतक या मीटर का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है कि नमूना पूरी तरह से परीक्षण के दौरान तरल नाइट्रोजन में डूबा हुआ है। क्रायोस्टैट में, कुछ संदर्भ बिंदुओं पर स्थित कार्बन प्रतिरोध संकेतक स्विच का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाएगा कि तरल स्तर हमेशा नमूना के ऊपर बनाए रखा जाता है। वैकल्पिक रूप से, उचित लंबाई का एक सुपरकंडक्टिंग वायर सेंसर क्रायोस्टैट में एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में स्थापित किया जा सकता है ताकि तरल स्तर की लगातार निगरानी की जा सके।
4। एक्सटेंसोमीटर
(1) किसी भी प्रकार के एक्सटेंसोमीटर का उपयोग तब तक किया जा सकता है जब तक कि यह सामान्य रूप से तरल नाइट्रोजन तापमान पर संचालित हो सकता है। एक्सटेंसोमीटर का सटीकता स्तर GB/T12160 की आवश्यकताओं का पालन करेगा। कक्षा 1 से कम नहीं की सटीकता के साथ एक एक्सटेंसोमीटर का उपयोग निर्दिष्ट प्लास्टिक बढ़ाव शक्ति और असंतुलित विफलता उपज ताकत को मापने के लिए किया जाएगा; कक्षा 2 से कम नहीं की सटीकता के साथ एक एक्सटेंसोमीटर का उपयोग बड़े बढ़ाव के साथ अन्य गुणों को मापने के लिए किया जाएगा।
निर्दिष्ट शक्ति को मापने के लिए, यह एक औसत एक्सटेंसोमीटर का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। नमूना के समानांतर लंबाई अनुभाग पर एक्सटेंसोमीटर-विशिष्ट चाकू किनारे को सीधे स्थापित या संसाधित करना सबसे अच्छा है।
एक कैपेसिटिव एक्सटेंसोमीटर के साथ मापते समय, समायोज्य संवेदनशीलता के साथ एक रैखिक खंड का उपयोग किया जाएगा। तनाव गेज की हीटिंग सतह के कारण तनाव गेज के चारों ओर बुलबुले से बचने के लिए, जो तनाव संकेत को प्रभावित करता है, तनाव प्रणाली में पुल वोल्टेज को ठीक से समायोजित किया जाना चाहिए ताकि यह तनाव संकेत के माप को प्रभावित न करे। परीक्षण के दौरान, जब तक तनाव गेज के आसपास का तापमान स्थिर रहता है और वोल्टेज पर्याप्त नहीं होता है, जिससे तरल नाइट्रोजन को उबालने का कारण बनता है, स्ट्रेन गेज का स्व-हीटिंग कोई समस्या नहीं होगी। 4K पर तनाव को मापते समय, स्ट्रेन गेज को सीधे नमूने की सतह पर बंधा हो सकता है। कम तापमान पर तनाव गेज का उपयोग करते समय, तनाव गेज, सब्सट्रेट सामग्री और चिपकने वाले के चयन और संबंध पर ध्यान दिया जाना चाहिए। हालांकि, यह भी माना जाना चाहिए कि तनाव गेज शिथिल रूप से बंधुआ है जब तनाव तनावपूर्ण है, लेकिन अभी तक 0 पर नहीं। 2% प्लास्टिक बढ़ाव शक्ति।
एक्सटेंसोमीटर के अंशांकन को कमरे के तापमान और 4K पर किया जाना चाहिए। 4K पर अंशांकन के लिए, एक लंबाई मापने वाले उपकरण का उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि एक ऊर्ध्वाधर टेलीस्कोपिक ट्यूब से लैस माइक्रोमीटर। कम तापमान के अंत को एक्सटेंसोमीटर के साथ स्थापित करने के बाद, यह तरल नाइट्रोजन में डूबा हुआ है। यदि अंशांकन परिणाम ज्ञात है और सटीक, रैखिक और दोहराने योग्य साबित होता है, तो 4K पर प्रत्यक्ष अंशांकन उपकरण टूटने या मरम्मत के बाद अधिक आवश्यक है। प्रत्येक परीक्षण से पहले कमरे की आर्द्रता की जांच को 4K पर अंशांकन का अप्रत्यक्ष सत्यापन माना जा सकता है। नियमित रूप से एक्सटेंसोमीटर की जांच करना महत्वपूर्ण है।
परीक्षण सामग्री और परिणाम अभिव्यक्ति
1। नमूना की स्थापना
नमूना कम तापमान थर्मोस्टैट में स्थापित किया गया है। ध्यान दें कि उपकरण की सिग्नल लाइन को पूरी तरह से आराम करना चाहिए, ताकि वैक्यूम बोतल या परीक्षण के दौरान स्थिति में सिग्नल लाइन को खिंचाव या झुर्र नहीं दिया जा सके।
1) केंद्रित प्रक्रिया के दौरान, तन्यता बल को हमेशा सामग्री की लोचदार सीमा के 1/3 से नीचे रखा जाना चाहिए और फिर यह सुनिश्चित करने के लिए एक उपयुक्त बल पर बनाए रखा जाना चाहिए कि नमूना शीतलन प्रक्रिया के दौरान केंद्रित रहता है।
2) शीतलन प्रक्रिया के दौरान, केंद्र को बनाए रखने के लिए और नमूना के अनियंत्रित तनाव से बचने के लिए, मुफ्त लोडिंग स्थितियों का उपयोग किया जाना चाहिए।
2। शीतलन प्रक्रिया
नमूना के विभिन्न भागों में गठित बर्फ, एक्सटेंसोमीटर और बल प्रणाली तरल हीलियम इन्फ्यूजन ट्यूब को अवरुद्ध कर सकती है या असामान्य परीक्षण बल का कारण बन सकती है। बर्फ के गठन से बचने के लिए, सभी तरल पदार्थ जो संक्षेपण का उत्पादन कर सकते हैं, उन्हें ठंडा करने से पहले उपकरण से हटा दिया जाना चाहिए। एक एयर जेट या हॉट हेयर ड्रायर का इस्तेमाल इंस्ट्रूमेंट को अच्छी तरह से सूखाने के लिए किया जा सकता है। यदि एक्सटेंसोमीटर एक सुरक्षात्मक आवास से सुसज्जित है, तो एक्सटेंसोमीटर स्थापित करें ताकि बुलबुले के लगाव और उनके साथ जुड़े शोर से बचने के लिए तरल एक्सटेंसोमीटर की गति की सीमा के भीतर स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो सके।
वैक्यूम की बोतल स्थापित करें और उपकरणों को पूर्व-कूल करने के लिए तरल नाइट्रोजन के साथ क्रायोस्टैट भरें। उबलने के बाद (थर्मल संतुलन तक पहुँच जाता है), क्रायोस्टैट में सभी तरल नाइट्रोजन को खाली करें और फिर क्रायोस्टैट को तरल के साथ भरें जब तक कि नमूना और स्थिरता पूरी तरह से तरल नाइट्रोजन में डूबे न जाएं। सिस्टम 4K पर थर्मल संतुलन तक पहुंचने के बाद परीक्षण शुरू किया जा सकता है। परीक्षण के दौरान, नमूना को तरल नाइट्रोजन में डुबोया जाना चाहिए। गैसीय नाइट्रोजन में तरल नाइट्रोजन की तुलना में कम तापीय चालकता होती है। इसलिए, यांत्रिक संपत्ति माप पर तापमान वृद्धि के प्रभाव को कम करने के लिए नमूना को तरल नाइट्रोजन में पूरी तरह से डुबोया जाना चाहिए।
3। परीक्षण दर
(1) दर नियंत्रण तरल नाइट्रोजन तापमान पुल-डाउन प्रदर्शन का माप परीक्षण दर से प्रभावित होगा। इसलिए, परीक्षण के दौरान विस्थापन दर को भी मापा और नियंत्रित किया जाना चाहिए। असंतुलित उपज घटना के प्रभाव के कारण, वास्तविक परीक्षण दर को सटीक रूप से नियंत्रित और बनाए नहीं रखा जा सकता है। इसलिए, एक नाममात्र तनाव दर को निर्दिष्ट करने की आवश्यकता है। नाममात्र तनाव दर की गणना समानांतर लंबाई के विस्थापन दर के आधार पर की जाती है।
दर सीमा किसी भी विस्थापन दर का उपयोग उपज की ताकत के आधे हिस्से तक पहुंचने के लिए किया जा सकता है। उसके बाद, विस्थापन दर को नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि नाममात्र तनाव दर 10- से अधिक न हो। उच्च तनाव दरों से नमूना के अत्यधिक ताप का कारण हो सकता है, जो सामग्री के यांत्रिक गुणों के माप की सटीकता को प्रभावित करेगा।
आम तौर पर दर सीमा, 4k तापमान पर तन्यता परीक्षणों के लिए अनुशंसित तनाव दर सीमा 10-10- s है, लेकिन कुछ सामग्री इस सीमा के भीतर तनाव दर में परिवर्तन के लिए एक निश्चित संवेदनशीलता दिखाती है। कुछ उच्च शक्ति वाले ऑस्टेनिटिक स्टील्स 10-10- के तनाव दर सीमा के भीतर तन्य गुणों में मामूली बदलाव दिखाते हैं, और उच्च शक्ति और थर्मल चालकता (जैसे टाइटेनियम मिश्र धातुओं) के साथ कुछ अन्य सामग्री भी समान प्रवृत्ति दिखा सकती हैं। इसलिए, कुछ परीक्षणों में, बहुत कम तनाव दरों पर विचार किया जा सकता है, और 10 इस परीक्षण में केवल अधिकतम तनाव दर की अनुमति है।
तनाव दर में उचित परिवर्तन की भी अनुमति है। उदाहरण के लिए, यदि एक असंतुलित उपज शक्ति के शुरुआती बिंदु पर तनाव को मापा जाता है, तो तनाव दर को उचित रूप से कम करने की आवश्यकता होती है। यदि तनाव-तनाव वक्र पर पहले आरा का शुरुआती बिंदु 0 के बहुत करीब है। 2% उपज की ताकत, उपज शक्ति माप के साथ संघर्ष से बचने के लिए, परीक्षण दर को कम करके पहली आरी की घटना में देरी करना आवश्यक है (चित्र {3}} देखें)। उपज की ताकत को मापने के लिए परीक्षण की शुरुआत में एक कम तनाव दर का उपयोग किया जा सकता है, और परीक्षण को पूरा करने के लिए तनाव दर को उचित रूप से बढ़ाया जा सकता है।
4। मूल क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र का निर्धारण
नमूना के मूल क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र की गणना नमूना आकार के उचित माप द्वारा की जाती है। उपयोग किए गए लंबाई मापने वाले उपकरण की त्रुटि 0 से अधिक नहीं होनी चाहिए। 5% या 0। 010 मिमी, जो भी अधिक हो।
5। मूल गेज लंबाई का अंकन
स्याही या एक मार्कर का उपयोग नमूना के समानांतर लंबाई के भीतर उपयुक्त स्थिति को चिह्नित करने के लिए किया जा सकता है। अंकन करने के बाद, मूल गेज लंबाई को 0 की सटीकता के साथ मापा जाना चाहिए। 1 मिमी।
कम लचीलापन वाली धातुओं के लिए, उनकी समानांतर लंबाई पर डॉटिंग या ड्राइंग करके चिह्नित करना तनाव एकाग्रता के कारण परीक्षण विफलता का कारण हो सकता है। इससे बचने के लिए, स्याही का उपयोग नमूना के समानांतर लंबाई के भीतर सतह कोटिंग को स्प्रे करने के लिए किया जा सकता है, और फिर मूल गेज की लंबाई को चिह्नित करने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए एक उपयुक्त अंतराल पर नमूने की सतह पर कोटिंग को बंद किया जा सकता है। नमूना का कदम या नमूना की पूरी लंबाई का उपयोग बढ़ाव की गणना के लिए मूल गेज लंबाई के रूप में भी किया जा सकता है। इस मामले में, मापा क्रॉस सेक्शन में परिवर्तन के कारण त्रुटियां हो सकती हैं, इसलिए माप परिणाम भी सीमित हैं।
6। पारंपरिक यांत्रिक गुणों का निर्धारण
फ्रैक्चर ए, निर्दिष्ट प्लास्टिक एक्सटेंशन स्ट्रेंथ आर, तन्य शक्ति आर, और क्रॉस-सेक्शनल संकोचन z के बाद बढ़ाव के निर्धारण के तरीके कमरे के तापमान तन्यता परीक्षण के समान हैं, सिवाय इसके कि परीक्षण को तरल नाइट्रोजन तापमान (4K) पर किया जाना चाहिए।
7। असंतोषजनक उपज शक्ति का निर्धारण (आर)
असंतुलित उपज शक्ति नमूना के मूल क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र द्वारा तनाव-तनाव वक्र में पहले औसत दर्जे के सेरेशन की शुरुआत में अधिकतम परीक्षण बल को विभाजित करके प्राप्त की जाती है।
