Výkonnosť materiálov z nehrdzavejúcej ocele v ťahu je jednou z ich najdôležitejších mechanických charakteristík, pričom parametre ako medza klzu a medza pevnosti v ťahu slúžia ako základné ukazovatele pre konštrukčný návrh, mechanickú analýzu a výpočet napätia. Pre komponenty pracujúce vo-vysokoteplotnom prostredí-vrátane leteckých motorov, tlakových nádob, jadrových energetických systémov a tepelných potrubí-sú presné údaje o vysokoteplotnom ťahu{4}}základné pre hodnotenie výkonu a kvalifikáciu materiálu.
1. Príprava vzorky
Štandardné vzorky na skúšanie nehrdzavejúcej ocele v ťahu sú opracované zo skúšobných polotovarov presnými operáciami, ako je sústruženie, frézovanie, hobľovanie a brúsenie. Počas procesu obrábania sa musí rýchlosť posuvu a rýchlosť chladenia starostlivo kontrolovať, aby sa predišlo tepelnému poškodeniu alebo mechanickému spevneniu, ktoré môže zmeniť vnútorné mechanické vlastnosti materiálu.
Hotová vzorka musí spĺňať všetky normy rozmerovej presnosti a drsnosti povrchu, aby sa zabezpečili spoľahlivé výsledky. Potom sa určí a označí meraná dĺžka podľa skúšobných špecifikácií.
2. Zarovnanie a montáž vzoriek
Pred montážou vzorky je potrebné dôkladne skontrolovať testovacie zariadenie a príslušenstvo, aby sa potvrdil správny stav. Zarovnanie vzorky je rozhodujúce pre zabezpečenie presnosti testu. Akákoľvek odchýlka medzi zaťažovacou osou a stredovou čiarou vzorky môže spôsobiť ohybové napätie, čo môže viesť k skĺznutiu alebo abnormálnemu zlomeniu počas testu. Správne zarovnanie zaručuje rovnomerné zaťaženie a konzistentnú presnosť merania.
3. Inštalácia termočlánkov, extenzometrov a pecí
Pri vysokoteplotnom testovaní ťahom{0} sú kľúčovými faktormi, ktoré ovplyvňujú presnosť testu, meranie a kontrola teploty. Kalibrovaný termočlánok slúži ako komponent monitorovania teploty jadra, ktorý zabezpečuje presnú kontrolu počas celého testu.
Na tieto testy sa bežne používa keramický-tyčový mechanický extenzometer. Musí byť inštalovaný v strede vzorky, s nožmi kolmými na povrch a dvoma nosnými tyčami rovnobežnými a kolineárnymi s osou vzorky. Dĺžka meradla extenzometra by sa potom mala jemne upraviť, aby zodpovedala špecifikácii testu.
Väčšina-vysokoteplotných pecí používaných na testovanie nehrdzavejúcej ocele využíva štruktúru vertikálneho deleného-typu s troma{2}}zónovým ovládaním teploty (horná, stredná a dolná vykurovacia zóna). Táto konfigurácia zaisťuje rovnomernosť teploty pozdĺž vzorky a poskytuje rozšírenú izotermickú zónu pre konzistentné zahrievanie.
4. Regulácia teploty a izotermická zóna
Izotermická zóna je definovaná ako oblasť v peci, kde kolísanie teploty zostáva v rámci predpísaného limitu, keď sa dosiahne rovnováha. V dôsledku prirodzeného efektu "horúci vzduch stúpa" má horná časť pece tendenciu byť mierne teplejšia, čo znamená, že izotermická zóna je typicky umiestnená mierne nad geometrickým stredom pece.
Pred testovaním je potrebné zmerať a označiť izotermickú zónu, pričom sa zabezpečí, že meracia časť vzorky leží v tejto stabilnej oblasti. V dôsledku tepelnej zotrvačnosti reagujú vykurovacie články pomalšie ako termočlánky, čo má za následok teplotné oneskorenie niekoľkých stupňov medzi skutočnými a nastavenými hodnotami. Mali by sa vykonať úpravy na minimalizáciu tejto odchýlky a udržanie stabilných teplotných podmienok.
5. Proces skúšania ťahom
Najťažšie je udržať teplotnú stabilitu počas fázy nakladania. Vo fáze elastickej deformácie je regulácia teploty relatívne stabilná, pretože vzorka generuje zanedbateľné vlastné-ohrievanie. Keď však po poddajnosti začne plastická deformácia, tvorba vnútorného tepla sa výrazne zvýši-najmä v austenitických nehrdzavejúcich oceliach-, čo môže zvýšiť teplotu vzorky o niekoľko desiatok stupňov Celzia.
Aby sa zabezpečila konzistentnosť teploty, počiatočná testovacia teplota by mala byť nastavená mierne pod cieľový rozsah, aby sa kompenzovalo samo{0}}ohrievanie počas plastickej deformácie. Na udržanie skúšobnej teploty v rámci špecifikovanej tolerancie počas celého procesu ťahania je potrebné neustále monitorovanie a manuálne nastavenie vykurovacieho systému.