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小微样品的热机械疲劳测试有哪些特点?

发布时间:2022-04-13浏览:80次

当某种材料的应用场景是温度变化相对剧烈的环境,其疲劳寿命是需要经过相对复杂的疲劳测试装置来模拟得出的。不同于常温环境,在温度波动很大的情况下,材料本身就要经历由于热胀冷缩而导致的内在物质粒子间力的变化,在这过程中再被施加应用场景的外在力,其所应有的稳定性和安全性必须达到更高水平才能令人满意。  
诸如在航空航天、涡轮机、热电行业等领域所使用的镍基-高温合金、硬金属(例如碳化钨)和无铅焊料都有热机械疲劳测试的需求。而这类材料都相对昂贵,使用较小试样进行测试有助于降低测试成本;抑或是已使用的部件需在不破坏结构的前提下分离出一小块试样进行剩余寿命测试,以评估规划后续的更换计划。这些考量都要求测试系统需要胜任对微小试样进行热机械疲劳测试。  
对于这一应用领域,英斯特朗有自己独特的针对性解决方案:Instron电热机械试验系统(ETMT)。该系统由INSTRON与国家物理实验所(NPL)共同研发。目前美国、英国和加拿大多个实验室均在使用。  
它是一款设计紧凑、用于高温条件下材料力学性能测试研究的系统,是金属以及其他导电材料的理想试验系统,适用于从金属加工和生产到高级工程设计领域的材料测试。  
快速升温冷却,提高测试效率  
ETMT系统利用焦耳效应,直接利用电阻加热系统,可将试样温度提升至1500℃。结合Electropuls电子动静态力学测试系统,针对小型试样进行力学加载,可获得高达100N/s疲劳加载速率,以及200℃/s的加热速率和100℃/s的冷却速率。  
测试样品尺寸小,充分利用有限材料  
可测试有限或稀缺材料,缩短新材料研发周期;测试使用过部件的剩余寿命,研究部件疲劳寿命并尽可能降低运营成本。  
提供多种测试环境  
可选高度整合气体舱,实现在空气、真空或惰性气体环境(如氩气)中进行测试。  
获取多种材料性能  
InstronETMT系统可测量材料的一系列物理和力学性能。力学特性测量包括拉伸、压缩、蠕变、低周疲劳(LCF)和热机械疲劳(TMF)性能。物理特性测量涉及测定各种材料的电阻率、热膨胀系数及相变,包括钢、钛合金和金属间化合物合金。  
此外,ETMT系统针对不同应用,具有多种应变测量选项,包括高精度LVDT、陶瓷高温引伸计以及DIC数字成像技术;配置机械对中装置AlignPRO保证系统的精确对中;提供夹具可同时适用于棒材和板材样品,钢或黄铜材质,以适用于不同导热导电率样品。

 

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