Ефективността на опън на материалите от неръждаема стомана е една от техните най-критични механични характеристики, като параметри като граница на провлачване и крайна якост на опън служат като основни показатели за инженерния дизайн, механичния анализ и изчисляването на напрежението. За компоненти, работещи при високи-температурни среди-включително аерокосмически двигатели, съдове под налягане, ядрени енергийни системи и топлинни тръбопроводи-точните данни за опън при висока-температура са фундаментални за оценка на производителността и квалификация на материала.
1. Подготовка на образеца
Стандартните образци за изпитване на опън на неръждаема стомана се обработват от тестови заготовки чрез прецизни операции като струговане, фрезоване, рендосване и шлайфане. По време на процеса на обработка скоростта на подаване и скоростта на охлаждане трябва да се контролират внимателно, за да се избегнат термични повреди или втвърдяване при работа, което може да промени присъщите механични свойства на материала.
Завършеният образец трябва да отговаря на всички стандарти за точност на размерите и грапавост на повърхността, за да се осигурят надеждни резултати. След това измервателната дължина се определя и маркира според спецификациите за изпитване.
2. Подравняване и монтаж на образеца
Преди монтирането на образеца оборудването за изпитване и приспособленията трябва да бъдат щателно проверени, за да се потвърди правилното състояние. Подравняването на образеца е от решаващо значение за осигуряване на точност на теста. Всяко отклонение между оста на натоварване и централната линия на образеца може да генерира напрежение на огъване, потенциално водещо до приплъзване или необичайно счупване по време на теста. Правилното подравняване гарантира равномерно натоварване и постоянна точност на измерване.
3. Монтаж на термодвойки, екстензометри и пещ
При високо{0}}тестването на опън измерването и контролът на температурата са ключови фактори, влияещи върху точността на изпитването. Калибрираната термодвойка служи като компонент за наблюдение на температурата в сърцевината, осигурявайки прецизен контрол по време на теста.
За тези тестове обикновено се използва механичен екстензометър с керамична{0}}пръчка. Той трябва да бъде монтиран в средата на образеца, като ръбовете на ножа са перпендикулярни на повърхността и двата опорни пръта са успоредни и колинеарни на оста на образеца. След това дължината на екстензометъра трябва да бъде фино регулирана, за да съответства на спецификацията на теста.
Повечето високо{0}}температурни пещи, използвани за изпитване на неръждаема стомана, приемат структура от вертикален разделен-тип с три-зонален контрол на температурата (горна, средна и долна нагревателна зона). Тази конфигурация осигурява еднородност на температурата по дължината на образеца и осигурява разширена изотермична зона за постоянно нагряване.
4. Температурен контрол и изотермична зона
Изотермичната зона се дефинира като областта в пещта, където температурните колебания остават в предписаната граница, след като се постигне равновесие. Поради естествения ефект на "издигане на горещ въздух", горната част на пещта има тенденция да бъде малко по-гореща, което означава, че изотермичната зона обикновено се намира малко над геометричния център на пещта.
Преди тестването е необходимо да се измери и маркира изотермичната зона, като се уверите, че габаритният участък на образеца лежи в тази стабилна област. Поради термичната инерция, нагревателните елементи реагират по-бавно от термодвойките, което води до температурно забавяне от няколко градуса между действителните и зададените стойности. Трябва да се направят корекции, за да се сведе до минимум това отклонение и да се поддържат стабилни температурни условия.
5. Процес на изпитване на опън
Температурната стабилност е най-трудна за поддържане по време на фазата на натоварване. В етапа на еластична деформация контролът на температурата е относително стабилен, тъй като образецът генерира незначително само-нагряване. Въпреки това, след като пластичната деформация започне след поддаване, вътрешното генериране на топлина се увеличава значително-особено в аустенитни неръждаеми стомани-което може да повиши температурата на образеца с няколко десетки градуса по Целзий.
За да се осигури постоянство на температурата, първоначалната температура на изпитване трябва да бъде зададена малко под целевия диапазон, за да се компенсира самонагряването по време на пластична деформация. Необходими са непрекъснато наблюдение и ръчно регулиране на отоплителната система, за да се поддържа температурата на изпитване в рамките на определения толеранс през целия процес на опън.