来源：天氏库力 发布日期
2025-02-05 浏览：金属材料单轴拉伸蠕变试验是评估金属材料力学性能的常用试验方法。该试验的原理是在控制试样的温度和湿度的条件下，通过持续的单向拉伸作用于试样，以模拟该材料在实际应用中的疲劳循环载荷。下面为大家分享一下金属材料单轴拉伸蠕变试验设备怎么选？有哪些值得注意的？
一、金属材料单轴拉伸蠕变试验设备要求如下：
1、试验机
试验机应能提供施加轴向试验力并使试样上产生的弯矩和扭矩最小。试验前应对试验机进行外观检查以确保试验机的加力杆、夹具、万向节和连接装置都处于良好状态。
试验力应均匀平稳无震动地施加在式样上。
试验机应远离外界的震动和冲击。试验机应具有试样断裂时将震动降到最小的缓冲装置。试验机至少应符合GB/T168252中1级试验机的要求为了保证试验机和夹具能够对试样准确地施加试验力,应定期校准试验机的力值和加载同轴度。
试验机的加载同轴度应不超过10%。试验设备两次校准/检定的时间间隔依据设备类型试验条件、维护水平和使用频次而定,除非另有规定,校准/检定周期不超过12个月,试验机的校准/检定参考JJG276如果能够证明试验设备在更长的时间内能够满足相关规定的要求,那么可以延长两次校准/检定之间的时间。
2、伸长测量装置
对于连续试验,应使用引伸计测量试样的伸长,引伸计系统应满足GB/T12160中1级或优于1级准确度的要求或者能够满足相同准确度要求的其他设备。可以采用直接安装在试样上的引伸计，也可以采用非接触式的引伸计(例如:光学或激光引伸计)。
建议引伸计校准的范围应包含预期的蠕变应变量。
引伸计应每年校准一次，除非试验时间超过1年。如果预期试验时间超过校准周期，应在蠕变试验开始前对引伸计重新校准。
引伸计的标距不应小于10mm。
引伸计应该可以测量试样单侧或双侧的伸长,双侧引伸计作为优先选择。
在报告中应注明所使用的引伸计类型(例如;单侧、双侧轴径向)。当使用双侧引伸计测量试样伸长时，应报告平均伸长。
注1：对于连续变试验,引伸计直接安装在试样的平行部分依据引伸计Le测量变伸长率。
当引伸计安装在试样的夹持末端来测量蠕变伸长时，未端的外形和尺寸应保证能够在试样的参考长度内完全准确的测定伸长。依据参考长度 L，测量蠕变伸长率。
通常，引伸计的标距应尽可能地接近参考长度。为了提高测量准确度,标距应尽可能的大。
注2：如果仅仅测量变断裂后的残余伸长或规定时间的残余伸长，则不必使用引伸计对于不连续试验,试样卸载后冷却到室温,采用合适的工具测量标距长度的残余伸长。测量工具的精度应达到 0.01 AL，或0.01 mm,取其大者。完成测量后,试样可以再次升温和加载。
注3：对于采用短标试样的小应变试验,例如应变小于等于1%,需要选用足够分力的测量装置当使用镍基合金材料的引伸计时应注意避免虚假的负蠕变。
3、加热装置
3.1 加热装置温度的允许偏差
采用加热装置加热试样至规定温度（T）。规定温度（T）和显示温度（T）之间的允许偏差和试样长度方向上允许的最大偏差见表2。
对于规定温度超过1100℃的试验，应由双方协商确定温度的允许偏差。
显示温度（T）是在试样的平行段表面测得，应考虑所有来源的误差并对系统误差进行修正。
注：允许采用加热炉各个加热区间温度的间接测量方式来代替直接测量试样表面温度，这种方式必须证实能满足上述偏差的要求。
如果使用引伸计，则应考虑某种方法保护炉外的引伸计部分不会由于炉外空气温度的波动而对长度测量产生太大影响。
读取引伸计测量数值时，试验机环境温度波动不应超过士3℃。
对于不连续试验，标距测量时的环境温度波动不应超过±2℃。如果超过这个范围，应考虑环境温度变化带来的影响。
金属蠕变试验机示意图
3.2 温度测量
3.2.1 总则
温度显示装置的分辨力至少应为0.5℃，测温装置的准确度应等于或优于1℃。
3.2.2 单头试验机
对于单头试验机，试样的平行长度小于或等于50mm的应至少使用2支热电偶。对于平行长度超过50 mm的试样，应至少使用3支热电偶。任何情况下应将热电偶固定在试样平行长度的两端，如果使用3支热电偶，应在试样平行长度的中段固定1支热电偶。
如果证实加热炉能够使试样上的温度波动不超过3.1的规定，那么热电偶的数量可以减少为1支。
3.2.3 多头试验机
对于多头试验机，建议每个试样上至少固定1支热电偶。如果只用一支热电偶，应固定在试样平行长度的中间位置。如果仅在炉内安装3支控温热电偶，必须要有充分的数据证明每个试样的温度满足3.1的要求。
对于间接测温装置，要求有规律地测量每个加热区间内热电偶与给定区间内一定数量试样上的温度差值数据。对于温度差的非系统部分，800℃以下不超过±2℃、800℃以上不超过士3℃。
3.2.4 缺口试样
缺口试样的温度测量应满足6.3.2.2或者6.3.2.3的要求。建议在缺口底部固定一支热电偶。
3.2.5 热电偶
热电偶的测量端与试样表面应保持良好的热接触，并应该屏蔽以避免热源的直接辐射。炉内电偶丝其余部分应该有热防护和电绝缘。
注：此条款不适用于间接测量装置。
3.3 热电偶和测温系统的校准
注：不同热电偶的相关信息见附录A。
3.3.1 热电偶的校准/检定
对于试验时间较短（通常不超过500 h）的热电偶至少应每12个月校准/检定一次。对于试验时间超过12个月的贵金属热电偶应按以下要求校准/检定：
————规定温度小于等于600℃的每4年校准/检定一次；
————规定温度大于600℃而小于等于800℃的每2年校准/检定一次；
————规定温度大于800℃的每1年校准/检定一次。
如果试验时间超过校准/检定周期的应在试验完成后立即校准/检定。如果热电偶重新焊接，则应在使用前再次校准/检定。
应对试验温度或者包含试验温度的典型区间对热电偶的偏差进行标定。
如果能够证明热电偶的偏差不影响6.3.1中规定允许的温度波动的，那么可以延长两次校准/检定之间的时间。
由于热电偶污染造成化学成分变化导致的温度漂移以及人为处置的物理损伤都会导致热电偶输出值的变化，这些变化应该被记录并且如果有要求应该是可获得的。
注1：温度波动是由所使用的热电偶类型以及在试验温度下的暴露时间决定的。
如果热电偶的漂移影响超出温度的允许偏差，则应提高校准/检定的频次或者通过热电偶的显示值对温度进行修正。
注2：热电偶校准的相关信息参见附录B。
3.3.2 温度测量装置的校准
温度测量装置（包括补偿导线、接点、冷端、显示器或记录仪、数据线等）应该按照可以追溯至温度国际单位的校准方法进行校准。
如果可行，应在相关温度范围内对测温装置仪表按照JJG 617每年校准一次，校准结果应在校准报告中给出。
3.4 加热炉均温带的校准
加热装置的均温带应按照JJG276进行校准。
附 录 A
（资料性附录）
不同热电偶的相关信息
在JJG141和JJG351中给出了关于不同类型热电偶的资料，GB/T 4989给出了热电偶用补偿导线的信息。
对于使用的贵金属热电偶，择优使用S或R型热电偶，建议使用温度大于等于400℃。
对于廉价的K型热电偶宜在低于400℃温度下使用，或高温下、时间小于1000h的情况下使用，并且不宜重复使用。
对于廉价的N型热电偶宜在低于600℃温度下使用，或高温下、时间小于3000h的情况下使用，并且不宜重复使用。
热电偶在校准周期内的温度漂移不宜超过以下要求：
——当温度小于等于600℃时为士1℃；
——当温度小于等于800℃，大于600℃时为士1.5℃；
——当温度小于等于1100℃，大于800℃时为士2℃。
对于贵金属热电偶，在以下的校准周期内这些要求通常可以满足：
——当温度小于等于600℃时为4年；
一—当温度小于等于800℃，大于600℃时为2年；
——当温度小于等于1100℃，大于800℃时为1年。
附 录 B
（资料性附录）
热电偶校准方法
对于热电偶的校准，推荐两种方法。两种方法的目的都是为了保证在校准温度下热电偶显示的电动势尽可能地与GB/T 16839.1在该温度下的参考表保持一致（必要时对所有系统误差进行修正）。两种方法都使用标准热电偶，这可直接溯源到国家标准。新的热电偶应满足GB/T16839.2中的1级要求或相同级别。测温装置的校准应该分开进行或在热电偶校准期间进行。
第一种方法是基于热电偶的原位校准，即热电偶的校准是在实际使用的炉子或热电偶插入至校准炉中至相同的深度且沿热电偶丝的温度梯度也相同。原位校准确定的误差用于修正指定热电偶温度。如果误差超过与插入深度相关的不确定度关联的误差极限，则热电偶废弃。在热电偶校准过程中宜观察并尽量减小由于不同的埋入深度造成的参考热电偶的漂移。
第二种方法是在校准炉中将热电偶埋入与试验炉相近的深度。在校准时，如果误差超出实验室的允差（必须包括插入深度的影响）时，应剪去热电偶末端并重新焊接和/或退火后，再重新校准。如果再次校准后，仍然超出校准允差，则热电偶废弃。
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