高溫拉伸試驗(yàn)是在室溫以上的高溫下進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)。通過高溫拉伸試驗(yàn)，可得到相關(guān)材料高溫后的拉伸變形和應(yīng)力應(yīng)變曲線，從而得出多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)值，將試驗(yàn)結(jié)果與常溫下拉伸性能進(jìn)行對比，能夠分析不同溫度對材料自身強(qiáng)度、變形和彈性模量等多方面的具體影響。

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相比室溫拉伸試驗(yàn)，高溫拉伸試驗(yàn)增加了溫度控制和測量系統(tǒng)，不僅在設(shè)備、具體操作等方面和室溫拉伸試驗(yàn)有差異，其試驗(yàn)結(jié)果的影響因素也更加復(fù)雜。因此，高溫拉伸試驗(yàn)過程中需要把控的因素也更多，對人員的專業(yè)素質(zhì)要求也會(huì)更高，應(yīng)能夠把控高溫拉伸試驗(yàn)中的特殊操作細(xì)節(jié)。

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應(yīng)用領(lǐng)域

由于溫度和作用時(shí)間對金屬材料的力學(xué)性能影響很大，對于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、壓力容器、核電設(shè)備以及熱力管道等長期在高溫條件下工作的金屬材料，如果僅考慮其常溫短時(shí)靜載下的力學(xué)性能顯然是不夠的。高溫拉伸試驗(yàn)?zāi)軌蚩茖W(xué)、準(zhǔn)確地反映材料本身所具有的屬性，是獲取其高溫下力學(xué)性能指標(biāo)常用的技術(shù)手段之一。高溫拉伸試驗(yàn)廣泛應(yīng)用于特定領(lǐng)域的板、帶、管、型材等金屬材料及產(chǎn)品的檢驗(yàn)及質(zhì)量評(píng)估中。

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高溫拉伸試驗(yàn)的意義

評(píng)價(jià)材料力學(xué)性能

很多材料的力學(xué)性能會(huì)受到周圍環(huán)境溫度的影響，尤其是在高溫環(huán)境下，材料力學(xué)性能表現(xiàn)往往與室溫下有較大的差異，通過高溫拉伸試驗(yàn)可以測定材料在高溫下的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等力學(xué)性能參數(shù)，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)材料在高溫條件下的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，為工程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

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為研究提供科學(xué)依據(jù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和材料科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，金屬材料在高溫環(huán)境當(dāng)中的應(yīng)用需求越來越廣泛，新型材料研究進(jìn)入新的發(fā)展階段，而這些金屬材料在高溫狀態(tài)下性能的穩(wěn)定性與相關(guān)設(shè)備及系統(tǒng)的安全運(yùn)營息息相關(guān)。通過高溫拉伸試驗(yàn)所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠?yàn)椴牧涎芯肯嚓P(guān)工作提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。

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其他

在高溫條件下，金屬材料的晶粒會(huì)發(fā)生變化，從而影響金屬材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性等方面，通過高溫拉伸試驗(yàn)可以觀察和分析金屬材料在高溫下的性能斷裂特征，分析金屬材料的微觀形貌與結(jié)構(gòu)，了解和掌握其熱穩(wěn)定性能，為具體應(yīng)用及材料選擇提供依據(jù)，以及實(shí)現(xiàn)其他方面的重要目的。

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相關(guān)檢測依據(jù)

不同的產(chǎn)品在進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)時(shí)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同，由于涉及標(biāo)準(zhǔn)較多，在此僅列舉部分相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

HB 5143-1996《金屬室溫拉伸試驗(yàn)方法》；

HB 5145-1996《金屬管材室溫拉伸試驗(yàn)方法》；

GJB 715.23A-2015《緊固件試驗(yàn)方法拉伸強(qiáng)度》；

GB/T 4338-2006《金屬材料 高溫拉伸試驗(yàn)方法》；

GB/T 228.2-2015《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第2部分：高溫試驗(yàn)方法》；

GB/T 228.1-2021《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分:室溫試驗(yàn)方法》；

HB 5195-1996《金屬高溫拉伸試驗(yàn)方法》；

ASTM E8E8M-2016a《金屬材料拉伸試驗(yàn)方法》；

ASTM A370-2022《鋼產(chǎn)品機(jī)械性能測試的方法和定義》；

ASTM E21-2020《金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》。

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注意事項(xiàng)

試樣制備、檢測設(shè)備、拉伸速率、溫度條件及檢測人員等因素都會(huì)對試驗(yàn)結(jié)果造成不同程度的影響，尤其是試樣施力的時(shí)間，即拉伸速度對拉伸性能有顯著影響。因此，試驗(yàn)過程中必須將試樣的拉伸速度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，且每個(gè)環(huán)節(jié)都不能大意，以免所得到的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。

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試樣制備應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求尺寸，過程中應(yīng)采取措施防止因受熱或冷加工硬化而影響材料性能，在對試樣進(jìn)行標(biāo)記時(shí)，應(yīng)確保所作的標(biāo)記在高溫試驗(yàn)后仍能清晰可見。試樣安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)樣品大小及形狀選擇合適的夾具，并注意試樣夾持的對中性，防止出現(xiàn)偏向加載情況。

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此外，試驗(yàn)過程中還應(yīng)注意對溫度的控制，由于高溫爐在溫度控制過程中有一定的滯后性，加上試驗(yàn)過程中試樣發(fā)生塑性變形時(shí)，試樣本身也會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致試樣溫度的升高，因此應(yīng)關(guān)注過程中溫度的變化，防止出現(xiàn)過程中溫度值超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度。