1.3. Нагружающие устройства для испытаний на ползучесть

Испытание на ползучесть при растяжении заключается в том, что испытываемый образец в течение длительного времени подвергается воздействию постоянного растягивающего усилия и постоянной температуры. При этом все время фиксируется деформация образца. Испытательные машины бывают с нагружением (рис. 1.9,а) непосредственно грузами 1, но чаще применяют машины рычажного типа, которые бывают с верхним 2 и нижним 3 положением рычагов, а также с двойным рычагом 4. Машины для испытания металлов на ползучесть должны обеспечивать постоянство нагрузки, плавность нагружения и разгружения в течение всего процесса испытания, плавность нагружения и разгружения образца, приложения к образцу без заметного эксцентриситета.

а б

Рис. 1.9. Испытания на ползучесть

В лаборатории кафедры для данных испытаний служит машина АИМА-5-2 (рис. 1.9,б). Образец, помещенный в электропечь, зажатый в захватах, подвергается растягивающей силе под действием нагрузки и температуры.

Машина позволяет испытывать как цилиндрические образцы диаметром 10 мм, так и плоские образцы с расчетной длиной 25 – 100 мм и имеет две ячейки для одновременного испытания двух образцов. Автоматическое перемещение нижнего захвата в процессе испытания поддерживает рычаги нагружающего устройства в горизонтальном положении. Электрический щит управления смонтирован в станине машины. Рабочий диапазон испытательных нагрузок от 49 до 29430 Н (от 5 до 3000 кгс). Испытания могут проводиться в интервале температур от 300 до 1000 С. Образцы крепят с помощью резьбовых головок М18. Удлинение образца измеряется тензометром с двумя индикаторами (цена деления 0,001 мм).

Для испытания образцов жаропрочных материалов на растяжение при высоких температурах в вакууме, а также на кратковременную ползучесть служит установка 1246Р-2/2500, размещенная в лаборатории механических испытаний (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Испытательная установка 1246Р-2/2500

Машина позволяет проводить испытания в широком интервале нагрузок от 4,9 до 19620 Н (от 0,5 до 2000 кгс), скоростей деформирования 0,0001 до 30 мм/мин и температур от 800 до 2700 С. В состав машины кроме испытательной секции входят температурная установка, пульт управления приводом и регистрации результатов испытаний, пульт записи и регулирования тепловых режимов. Для измерения нагрузок и деформаций используют тензорезисторные датчики. Для измерения температуры на образцах с расчетной длиной до 100 мм включительно должно быть установлено не менее двух термопар, а на образцах с расчетной длиной свыше 100 мм – не менее трех термопар, распределенных равномерно по всей расчетной длине. Термопары устанавливают так, чтобы горячие спаи плотно соприкасались с поверхностью образца; горячий спай термопары должен быть защищен от воздействия раскаленных стенок печи.

Установленный в захватах испытательной машины и помещенный в печь образец нагревают до заданной температуры (время нагрева, как правило, должно быть не более 8 ч) и выдерживают его при этой температуре не более 1ч.