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              小微樣品的熱機械疲勞測試有哪些特點?

              發布時間:2022-04-13瀏覽:107次

              當某種材料的應用場景是溫度變化相對劇烈的環境,其疲勞壽命是需要經過相對復雜的疲勞測試裝置來模擬得出的。不同于常溫環境,在溫度波動很大的情況下,材料本身就要經歷由于熱脹冷縮而導致的內在物質粒子間力的變化,在這過程中再被施加應用場景的外在力,其所應有的穩定性和安全性必須達到更高水平才能令人滿意。  
              諸如在航空航天、渦輪機、熱電行業等領域所使用的鎳基-高溫合金、硬金屬(例如碳化鎢)和無鉛焊料都有熱機械疲勞測試的需求。而這類材料都相對昂貴,使用較小試樣進行測試有助于降低測試成本;抑或是已使用的部件需在不破壞結構的前提下分離出一小塊試樣進行剩余壽命測試,以評估規劃后續的更換計劃。這些考量都要求測試系統需要勝任對微小試樣進行熱機械疲勞測試。  
              對于這一應用領域,英斯特朗有自己獨特的針對性解決方案:Instron電熱機械試驗系統(ETMT)。該系統由INSTRON與國家物理實驗所(NPL)共同研發。目前美國、英國和加拿大多個實驗室均在使用。  
              它是一款設計緊湊、用于高溫條件下材料力學性能測試研究的系統,是金屬以及其他導電材料的理想試驗系統,適用于從金屬加工和生產到高級工程設計領域的材料測試。  
              快速升溫冷卻,提高測試效率  
              ETMT系統利用焦耳效應,直接利用電阻加熱系統,可將試樣溫度提升至1500℃。結合Electropuls電子動靜態力學測試系統,針對小型試樣進行力學加載,可獲得高達100N/s疲勞加載速率,以及200℃/s的加熱速率和100℃/s的冷卻速率。  
              測試樣品尺寸小,充分利用有限材料  
              可測試有限或稀缺材料,縮短新材料研發周期;測試使用過部件的剩余壽命,研究部件疲勞壽命并盡可能降低運營成本。  
              提供多種測試環境  
              可選高度整合氣體艙,實現在空氣、真空或惰性氣體環境(如氬氣)中進行測試。  
              獲取多種材料性能  
              InstronETMT系統可測量材料的一系列物理和力學性能。力學特性測量包括拉伸、壓縮、蠕變、低周疲勞(LCF)和熱機械疲勞(TMF)性能。物理特性測量涉及測定各種材料的電阻率、熱膨脹系數及相變,包括鋼、鈦合金和金屬間化合物合金。  
              此外,ETMT系統針對不同應用,具有多種應變測量選項,包括高精度LVDT、陶瓷高溫引伸計以及DIC數字成像技術;配置機械對中裝置AlignPRO保證系統的精確對中;提供夾具可同時適用于棒材和板材樣品,鋼或黃銅材質,以適用于不同導熱導電率樣品。

               

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