1 - المفاهيم الأساسية وأهميتها

ارتفاع في درجة الحرارة والتعب : يشير إلى تدهور الأداء في نهاية المطاف كسر المواد المعدنية تحت درجة حرارة عالية البيئة تحت تحميل دوري بالتناوب .

مقارنة مع درجة الحرارة العادية التعب : الوقت تعتمد زحف الأكسدة البيئية تأثير عرض في درجة حرارة عالية ، مما يجعل من فشل آلية معقدة و الحياة التنبؤ أكثر صعوبة .

تقييم سلامة وموثوقية عالية درجة الحرارة أجزاء رئيسية مثل aeroengine ريش التوربينات القرص ، أنابيب الطاقة النووية والبتروكيماويات المفاعلات في الخدمة الطويلة في الحياة هو أساس هام في تصميم واختيار المواد .

2 - طرق الاختبار الرئيسية والمعدات

وعادة ما يتم إجراء الاختبار على أجهزة الكهربائية والهيدروليكية التعب اختبار أو اختبار الرنين عالية التردد آلة مجهزة فرن درجة حرارة عالية الدقة أو نظام التدفئة التعريفي .

ألف - التصنيف حسب طريقة التحكم

1 . الإجهاد السيطرة على التعب :

الحفاظ على التوتر والسعة ثابتة ، ورصد التغيرات في الضغط مع عدد من الدورات .

تستخدم عادة في دراسة دوري تليين / تصلب السلوك ، فضلا عن الفشل الذي يؤدي إلى التعب .

2 . سلالة السيطرة على التعب :

الحفاظ على الضغط المستمر السعة ورصد التغيرات في الضغط مع عدد من الدورات .

يمكن أن تعكس حالة تشوه الفعلية من المكونات تحت قيود أكثر ، وغالبا ما تستخدم في انخفاض دورة التعب البحث .

3 . زحف التعب اختبار التفاعل :

عقد الوقت ( على سبيل المثال ، وتمتد ، ضغط ، أو ثنائية الاتجاه عقد ) هو عرض في دوري التحميل .

هذا هو جوهر وصعوبة ارتفاع في درجة الحرارة اختبار التعب ، الذي يهدف إلى محاكاة حالة ثابتة في مرحلة التشغيل الفعلي في ظروف العمل ، ودراسة تأثير التآزر من زحف الضرر والتعب الضرر .

باء - أنواع الاختبارات الشائعة

انخفاض دورة التعب : سلالة عالية السعة ، عدد دورات الفشل عادة ما تكون أقل من 10 ^ ^ 4 ~ 10 5 مرات ، المقابلة بدء وإيقاف عملية عابرة .

دورة عالية من التعب : انخفاض الإجهاد السعة ، عدد دورات الفشل > 10 ^ ^ 6 ~ 10 7 مرات ، المقابلة عالية التردد الاهتزاز .

الحرارية الميكانيكية التعب : في حين أن تحميل دوري ، درجة الحرارة تتغير حسب مرحلة معينة ( في المرحلة ، عكس المرحلة ، المرحلة ) دورة . هذا هو الأكثر تعقيدا ، محاكاة مكونات الإجهاد الحراري الناجم عن التغيرات في درجات الحرارة .

3 - معايير الاختبار الرئيسية والتحديات

البارامترات الرئيسية :

درجة الحرارة : أكثر من 80 ٪ من نقطة انصهار المواد ( مثل سبيكة فائقة تصل إلى 1000 درجة مئوية أو أكثر ) .

تحميل / سلالة الموجي : موجة جيبية ، مثلث موجة ، موجة شبه منحرف مع الحفاظ على الوقت ، الخ .

التردد : التردد المنخفض ( عادة أقل من 1 هرتز ) هو أكثر ملاءمة لدراسة الوقت تعتمد على الضرر . عالية التردد ( تصل إلى 100 هرتز ) يستخدم نقية الميكانيكية التعب .

البيئة : الهواء ( البيئة المؤكسدة ) ، فراغ أو حماية الغلاف الجوي ( عزل تأثير الأكسدة ) ، محددة تآكل الغلاف الجوي .

التحديات التقنية الرئيسية :

1 - التحكم في درجة الحرارة وقياس درجة حرارة الفرن : موحدة ، عينة صغيرة من الفرق في درجة الحرارة ( على سبيل المثال ± 2 درجة مئوية ) . استخدام عالية الدقة الحرارية ( عادة ملحومة على عينة ) .

2 - مقياس الاستطالة : ارتفاع درجة الحرارة مقياس الاستطالة ( الاتصال أو عدم الاتصال ليزر / فيديو مقياس الاستطالة ) التي يمكن أن تعمل بشكل مطرد على المدى الطويل في درجة حرارة عالية مطلوب لقياس الضغط بدقة .

3 - الرقابة البيئية : ضمان استقرار الغلاف الجوي اختبار ، ومنع أكسدة لا لزوم لها أو التلوث .

4 - تصميم العينة : التأكد من أن الفشل يحدث في الملعب وليس في الموضوع أو لاعبا اساسيا . التمدد الحراري من المواد المباراة يجب أن تؤخذ في الاعتبار في درجة حرارة عالية .

5 - تعقيد تفسير البيانات : وسائط الفشل المختلفة ( transgranular التعب كسر ، كسر زحف على طول الحبوب ، سطح الكراك بدء الأكسدة ، وما إلى ذلك ) .

4 - نتائج الاختبار الرئيسية وتحليل البيانات

s-n منحنى / ε-n منحنى : منحنى العلاقة بين الإجهاد / الإجهاد السعة و عدد دورات الفشل ، هو أساس بيانات التصميم .

دوري منحنى الإجهاد والانفعال : يعكس تليين أو تصلب خصائص المواد تحت دوري التحميل .

تخلفي حلقة : منحنى الإجهاد والانفعال في كل دورة ، والتي تمثل البلاستيك سلالة الطاقة في المنطقة .

نموذج للتنبؤ الحياة :

خطي الضرر التراكمي القاعدة : التعب و زحف الضرر ببساطة إضافة ( مثل التعدين القاعدة ، روبنسون تايرا القاعدة ) ، ولكن دقة محدودة .

النموذج القائم على الفيزياء هو أكثر تعقيدا وأكثر دقة في النظر في حركية الأكسدة ، زحف حفرة التنوي والنمو ، الشقوق ، الخ .

ميكانيكا الضرر المستمر النموذجي .

5 - المعايير ذات الصلة

هناك العديد من المعايير في الداخل والخارج لتنظيم درجة حرارة عالية اختبار التعب ، وضمان البيانات للمقارنة والموثوقية :

الدولية / الولايات المتحدة الأمريكية :

الجمعية الأمريكية e606 : سلالة تسيطر التعب القياسية .

الجمعية الأمريكية e2368 : زحف التعب اختبار الممارسة مع الاحتفاظ الوقت .

ISO 12111 : الحرارية والميكانيكية اختبار التعب من المواد المعدنية .

الصين

جيجابايت / تي 15248 ( محوري ثابت السعة انخفاض التعب دوري طريقة اختبار المواد المعدنية ) .

hb5151 ( طريقة اختبار التعب من المعادن في درجة حرارة عالية ) .

الماليزي / تي 5345 ( طريقة اختبار زحف التعب التفاعل من الحديد الصلب ) .

6 - مجالات التطبيق

الفضاء : شفرة المحرك ، التوربينات القرص ، غرفة الاحتراق ، فوهة .

الطاقة الكهربائية : توربينات الغاز والبخار المكونات ، معدات الطاقة النووية وخطوط الأنابيب والحاويات .

الكيميائية والمعادن : تكسير الفرن أنبوب ، مفاعل ، وارتفاع درجة الحرارة صمام .

صناعة السيارات : مشعب العادم / الشاحن التربيني .

ملخص

ارتفاع في درجة الحرارة اختبار التعب من المواد المعدنية هو الجسر الذي يربط بين خصائص المواد الأساسية مع التطبيق العملي . انها ليست مجرد زيادة درجة الحرارة اختبار ، ولكن أيضا دراسة معقدة الضرر السلوك تحت الوقت - درجة الحرارة - تحميل - البيئة - اقتران . اختبار التكنولوجيا الحديثة هو النامية نحو أعلى دقة ( في الموقع المراقبة ) ، أكثر تعقيدا محاكاة حالة العمل ( TMF ، متعددة محور التحميل ) وأكثر ذكاء معالجة البيانات و الحياة التنبؤ .

إذا كان لديك أسئلة أكثر تحديدا ، مثل درجة حرارة عالية من التعب سلوك بعض المواد ( مثل قاعدة النيكل السبائك الفائقة ، سبائك التيتانيوم ، الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ) ، أو تفاصيل محددة اختبار المعيار ، يمكننا مواصلة استكشاف .