Испытание металлов при пониженных температурах играет важную роль в определении их механических свойств. Низкие температуры могут существенно повлиять на статические свойства металлов, определяемые при растяжении, сжатии и сдвиге, а также на усталостные характеристики материала (механику разрушения). Это особенно важно учитывать при проектировании и эксплуатации различных конструкций, особенно в условиях холодного климата. Вот некоторые области, где такие испытания могут быть полезны:
Рассмотрим типы испытаний и подходящее оборудование.
Испытание на растяжение
Разрывная машина серии МИМ с камерой охлаждения (Система температурных испытаний) обеспечивает равномерное охлаждение рабочей части образца, что позволяет проводить тестирование черных и цветных металлов и изделий из них на растяжение при пониженных температурах (ГОСТ 11150-84) с высокой точностью и воспроизводимостью. Оборудование соответствует всем требованиям регламентирующих стандартов, обеспечивая надежные результаты и достоверные данные о поведении материала в условиях низких температур.
Материал подготавливается в соответствии с ГОСТ 1497-84. Время выдержки при заданной температуре определяется документацией на металлургию. Если такая документация отсутствует, для изделий диаметром 6,0 мм и менее (цилиндрические) или толщиной 4,0 и менее (плоские) время выдержки должно составлять не менее 10 минут, для более крупных изделий – не менее 15 минут.
После охлаждения образца до заданной температуры и выдержки в течение установленного времени, его подвергают испытанию на растяжение.
Для обозначения температуры исследования к названию определяемой характеристики механических свойств добавляется соответствующий цифровой индекс.
Испытание на ударную вязкость
Испытание на ударную вязкость (ГОСТ 9454-78) при пониженных температурах проводят с использованием маятникового копра с дополнительной установкой камеры охлаждения. Это позволяет достичь требуемой температуры образца перед проведением теста. Важно отметить, что приспособление, соприкасающееся с материалом, не должно оказывать влияния на температуру образца при его установке на опору. Это гарантирует, что измерения будут проводиться в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации материала.
Обработка испытаний на растяжение и ударный изгиб производится в соответствии с данными из таблицы из ГОСТ.
Камера охлаждения представляет собой ключевой элемент в проведении испытаний на ударную вязкость при пониженных температурах. Она способна поддерживать широкий диапазон температур от -196°С до +30°С, что позволяет проводить исследования в различных условиях, имитирующих реальные ситуации.
В зависимости от требуемой температуры и характера исследований, в камере охлаждения могут использоваться различные хладагенты, такие как этанол или жидкий азот. Это расширяет спектр возможных тестирований и позволяет изучать поведение материалов в различных условиях.
Камера оснащена системой автоматического регулирования температуры, которая обеспечивает точное поддержание заданного в рабочей зоне. Датчики температур имеют вывод данных на дисплей или в систему управления, что позволяет операторам контролировать процесс и получать точные результаты.
Система измерительная «ГОСТ-ТЕСТ» устанавливается на каждом испытательном оборудовании. Она преобразует аналоговый сигнал от датчиков измерения физических величин в цифровой и выводит результат на дисплей в общепринятых единицах измерения. Система в режиме реального времени отображает на дисплее текущие и максимальные значения нагрузки и деформации, перемещения активного захвата, поступающие с датчиков. Она также строит графики динамики изменений параметров образца под нагрузкой. Это позволяет оперативно отслеживать ход выполнения изучений физико-механических свойств изделий и контролировать процесс. По завершении система формирует протокол испытания в соответствии с ГОСТ, который можно распечатать или экспортировать в Excel.
Результаты тестирования с использованием современного автоматизированного оборудования позволяют определить критические температуры, при которых механические свойства металлов значительно изменяются. Эти данные способствуют безопасности и надежности изделий, работающих в экстремальных условиях. Они помогают предотвратить аварии и катастрофы, связанные с использованием некачественных материалов.