تست خزش (Creep Test)
تست خزش (Creep Test)
پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:18 | بازدید : 5796 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

تست خزش (Creep Test) معمولا به‌ صورت کششی انجام می‌ شود و نمونه‌ های تست نیز دارای شکلی مشابه نمونه‌ های تست کشش هستند. نمونه‌ های تست خزش کششی، مقطع گرد یا مستطیلی دارند ولی اندازه آن‌ ها استاندارد نشده است.

اندازه‌ های واقعی نمونه‌ ها به نوع ماشین تست بستگی دارد. ماشین‌ های تست خزش باید خصوصیاتی به شرح زیر داشته باشند:

الف) از قابلیت اعمال و حفظ نیروی کششی ثابت برخوردار باشند.

ب) باید کوره ‌ای مناسب برای حفظ دمای نمونه آزمایش در مقدار مورد نظر و در محدوده‌ ای بسیار نزدیک به آن را داشته باشد.

پ) وسایل لازم برای اندازه‌ گیری دقیق افزایش طول نمونه را دارا باشند.

اگر ماشین تست فقط برای اندازه‌ گیری اطلاعات مربوط به تنش تا گسیختگی مورد استفاده قرار گیرد، آخرین شرط قید شده، لازم نخواهد بود.

ماشین تست خزش کششی طوری طراحی می ‌شود که نمونه به ‌صورت قائم در آن قرار گیرد و معمولا نیروی محوری به گیره ‌های نمونه، توسط یک سیستم اهرم و بار مرده (آویختن وزنه) اعمال می ‌شود. یک نکته مهم این است که دمای نمونه در خلال آزمایش به‌ خوبی تحت کنترل قرار داشته باشد و علاوه بر این، دما در تمام طول نمونه یکنواخت باشد. روش متداول، استفاده از یک کوره مقاومتی استوانه ‌ای است که روی قاب ماشین کشش نصب می ‌شود و در امتداد قائم قابل جابه‌جایی است. کوره می ‌تواند در امتداد هادی خود به طرف بالا و پایین حرکت کند تا در مکانی مناسب، نمونه را در بر گیرد، یا به فاصله مناسبی از آن قرار گیرد به ‌طوری که گذاشتن و برداشتن نمونه آزمایش و همچنین تنظیم سیستم کرنش سنج امکان ‌پذیر باشد. کوره باید به مقدار قابل ملاحظه‌ای از طول نمونه آزمایش بلند تر باشد تا اطمینان از برقراری دمای یکنواخت در تمام طول نمونه حاصل شود.

در استاندارد انگلیسی 3500 (1969)، شرایطی که باید تست خزش در آن شرایط انجام شود، توضیح داده شده و بر تلرانس هر چه کوچک‌ تر دما تاکید شده است، برای انجام آزمایش تا 600 درجه سانتی گراد، باید دما ها تا حدود 2± درجه سانتی گراد ثابت نگه داشته شوند و برای محدوده 600 تا 800 درجه سانتی گراد، این مقدار 2.5± درجه سانتی گراد، و در دماهای بین 800 تا 1000 این مقدار 3± درجه سانتی گراد تعیین شده است. برای رسیدن به این شرایط، نه تنها باید کوره به دقت ساخته شود و توسط ترموکوپل کنترل شود بلکه باید وسایل اندازه‌گیری دما از دقت و حساسیت بالایی برخوردار باشند. کوره‌ هایی که برای آزمایش خزش مورد استفاده قرار می‌ گیرند، معمولا دارای چند ناحیه هستند، که هر یک از آن‌ ها می ‌تواند مستقلا کنترل شود و به این ترتیب افت‌ دما، که معمولا در دو انتهای استوانه کوره وجود دارد، جبران می ‌شود. در طول‌ گیج نمونه باید چندین ترموکوپل دقیق قرار داده شود. حساسیت وسایل اندازه‌گیری دما باید به ‌قدری باشد که تغییرات نیم درجه سانتیگراد، یا کمتر از آن را، اندازه‌گیری کنند.

در خلال انجام تست خزش، به استثنای آزمایش تنش تا گسیختگی، لازم است مقدار کرنش به دقت اندازه‌گیری شود. معمولا کرنش سنج‌ های به‌ کار رفته از نوع آیینه‌ ای هستند، که حساسیت اندازه‌گیری افزایش طول با دقت‌ 3-10 یا 4-10 میلی‌ متر را دارند؛ این دقت برای تست های خزش از نوع تنش تا گسیختگی، لازم نیست. میله‌ های انبساط، که از آلیاژهای مقاوم به دما ساخته می‌ شوند، نقاط اتصال نمونه را به کرنش سنج خارج کوره متصل می‌ کنند.  معمولا، حساسیت کرنش سنج‌ ها با مقدار کل ازدیاد طولی که می‌ توانند اندازه بگیرند، نسبت عکس دارد.

 بیشتر کرنش‌ سنج‌ هایی که برای تست های خزش به‌ کار گرفته می‌ شوند، دارای امکانات انتخاب مبدا اندازه‌گیری نیز هستند، لذا، می‌ توان برد اندازه‌گیری آن‌ ها را تغییر داد و قرائت دقیق‌ تری برای افزایش طول‌ های بزرگ‌ تر به‌ دست آورد. اگر انتهای بازو های کرنش‌ سنج‌ ها به طرفین نمونه آزمایش متصل شود، ممکن است در قرائت طول مشکلاتی ایجاد شود؛ اما می‌ توان بازو های کرنش‌ سنج را در محدوده‌ ای خارج از قسمت اندازه‌ گیری با استفاده از تیغه‌ های تماس لبه تیز به گیج متصل نمود. اتصالات باید بسیار محکم باشند تا ضمن آزمایش، محل آن‌ ها تغییر نکند، به‌ ویژه اگر لازم باشد که آزمایش در دما های خیلی بالا انجام شود. به هر حال زیاد محکم کردن گیره‌های لبه تیز، روی نمونه می‌تواند فرورفتگی‌ هایی ایجاد کند که نهایتا رفتار نمونه تحت آزمایش را تغییر می‌ دهد. در روش دیگر، کرنش‌ سنج‌ ها به شانه‌ هایی که خارج از قسمت اندازه‌گیری نمونه قرار دارند متصل می‌ شوند (شکل روبرو). از آنجا که سطح مقطع نمونه آزمایش از قسمت میانی تا نقاط اتصال روی شانه‌ ها در یک فاصله کوتاه به مقدار زیادی تغییرات دارد، مقدار افزایش طولی که  روی شانه‌ها ایجاد می‌شود ناچیز است.

 

روش اتصال بازوهای کرنش‌سنج به دو شانه نمونه آزمایش خزش

چنانچه نقاط اتصال، نزدیک به لبه شانه‌ های نمونه باشند در این صورت افزایش طول اندازه‌گیری شده، نمایش تقریبا دقیقی از افزایش طول متناظر با طول قسمت گیج نمونه خواهد بود؛ به عبارت دیگر با ازدیاد طول قسمت موازی نمونه آزمایش، که بین دو شانه واقع است، برابر خواهد بود. با این طریقه اتصال، بازو های کرنش‌سنج به‌ طور محکم بسته می‌ شوند بدون این که خطر ایجاد اثر منفی روی طول سنجه نمونه وجود داشته باشد.

در یک تست خزش ابتدا نمونه همراه با ترموکوپل و کرنش‌ سنج متصل به آن تا دمای انجام آزمایش گرم می‌شود و سپس بارگذاری انجام می‌ شود. نیرو باید بتدریج افزایش یابد و ازدیاد طول ناشی از افزایش بار، تا رسیدن به تنش اسمی، باید ثبت شود. ثبت نتایج به‌ منظور تعیین مقادیر نسبی کرنش الاستیک و پلاستیک در آغاز بارگذاری ضروری است. پس از آن که تغییر شکل پلاستیک اولیه ناشی از اعمال بار به پایان رسید، کرنش‌ های اندازه‌ گیری شده در فواصل منظمی از زمان، ثبت می‌ شوند. فواصل زمانی بین اندازه‌گیری‌ ها، بستگی به آهنگ خزش دارد. شرایط عمومی انجام تست خزش، در استاندارد انگلیسی 3500، قسمت‌ های 1 و 3 (1969) آمده است.

 

تعیین کرنش پلاستیک اولیه

 

تست کشش- گسیختگی

ویرایش
 
 
 
 

اگر زمان تا شکست، برای دما و تنش بخصوصی مورد نظر باشد ولی نمایش تغییرات کرنش خزشی ضروری نباشد، می‌ توان تعدادی نمونه را به‌ طور همزمان در یک ماشین آزمایش نمود؛ به این ترتیب از نظر اقتصادی در استفاده از ماشین‌ های تست خزش مقداری صرفه‌ جویی خواهد شد. در این گونه موارد تعدادی از نمونه‌ های آزمایش را می‌ توان در امتداد یکدیگر به‌ صورت یک رشته بلند در داخل کوره قرار داد و بار مورد نظر را اعمال نمود (شکل روبرو).در این آزمایش، مانند دیگر تست های خزش، به هر نمونه یک ترموکوپل مستقل مربوط می‌ شود.

 

رشته‌ای از نمونه‌های آزمایش برای آزمون تنش- گسیختگی

 دمای آزمون باید در حدودی که در بخش تست خزش بیان شد، کنترل شود. اگر یکی از نمونه‌ های آزمایش بشکند، بر تمام نمونه‌ های باقیمانده بار وارد خواهد شد. دستگاه معمولا طوری تنظیم می‌ شود که با آزاد شدن بار به علت شکستن یکی از نمونه‌ ها، یک میکروسویچ عمل کرده و کوره و ساعت اندازه‌ گیری زمان را خاموش نماید؛ سپس می‌ توان قطعه شکسته شده را برداشت و آزمایش را برای قطعات باقیمانده ادامه داد. بنا بر استاندارد انگلیسی 3500 لازم است که زمان تا گسیختگی با دقت 1± درصد اندازه‌گیری شود.

این واقعیت که تست خزش فرآیندی بسیار طولانی است این مفهوم را می‌ رساند که آزمایشگاه تست خزش نیاز به تعداد بسیار زیادی تجهیزات دارد، شاید حدود صدها ماشین تست خزش در یک آزمایشگاه لازم باشد؛ لذا آزمون خزش بسیار پر هزینه است، هم به خاطر هزینه بالای خرید ماشین‌ آلات و هم به خاطر فضای مورد نیاز. بنابراین، میزان صرفه‌ جویی اقتصادی، زنجیره کردن نمونه‌ ها و انجام آزمون با یک ماشین را به‌ خوبی توجیه می‌ کند.

 

آزمون رهایی تنش

ویرایش
 
 
 
 

اساس آزمون رهایی تنش، تحت تنش قرار دادن نمونه است به‌ طوری که در آن تا مقدار از پیش تعیین شده‌ ای کرنش ایجاد شود. سپس کرنش در سطح مشخصی ثابت نگهداشته می‌ شود و تغییرات تنش با زمان ثبت می‌ شود. مانند آزمون خزش، کنترل دقیق دما لازم است. در این آزمون، نمونه و ترموکوپل‌ های متصل به آن، داخل کوره و درون یک چهارچوب صلب تحت کشش، قرار می‌ گیرند. وقتی نمونه به دمای موردنظر می‌رسد (دما مرتبا کنترل می‌شود)، با پیچاندن پیچ کشش یک انتهای چهارچوب، مقداری کرنش کششی در نمونه ایجاد می‌ شود. نیروی کششی اعمال شده را می‌ توان اندازه‌گیری کرده و تغییرات آن را با گذشت زمان ثبت نمود و یا نشان داد. در استاندارد 3500، قسمت 6 (1969) مقرراتی که باید به‌ طور کلی در انجام آزمون‌ های رهایی تنش مراعات شود، ذکر شده است.

 

ارزیابی نتایج آزمون خزش

ویرایش
 
 
 
 

نتایج آزمون خزش تا حدودی دارای پراکندگی است و عاقلانه نیست که برای یک دما و تنش بخصوص، فقط به نتایج تنها یک آزمون اکتفا شود؛ بنابراین، می‌ توان گفت که برنامه‌ ریزی و انجام تست خزش بسیار پر هزینه است و علاوه بر این انجام آن نیاز به زمان طولانی دارد. برای به‌ دست آوردن تصویر کاملی از مشخصات خزشی ماده، به‌ ازای هر ترکیبی از تنش و دما، انجام چندین آزمون و ثبت نتایج آن لازم است. با وجود این، حتی اگر هر ترکیبی از ویژگی‌ های خزشی ماده در دوره‌ های نسبتا کوتاه 1000 یا 10000 ساعته در دسترس باشد، بسیار مشکل است که عملکرد خزشی آن ماده را در یک دوره طولانی از عمر ضمن خدمت، پیش‌ بینی کرد. برای مثال، عمر قابل انتظار یک مولد بخاری نیروگاه می‌ تواند نهایتا به بیش از 20 سال برسد (حدود 200000 ساعت)؛ لذا ارزیابی چگونگی عملکرد قطعه در یک دوره طولانی از عمر خدمت آن، بر پایه برون‌یابی نتایج آزمون خزش مثلا 10000 ساعته، را نباید قابل اعتماد تصور نمود. موضوع قابل توجه دیگر این است که آزمون خزش رفتار ماده را در شرایط دما و تنش ثابت تعیین می‌ کند، در حالی که یک قطعه ضمن خدمت، ممکن است مرتبا در چرخه سرما و گرما قرار گیرد و بار متغیری نیز به آن اعمال شود. با وجود این نتایج آزمایش خزش را می‌ توان با اطمینان کافی برای مقاصد طراحی مورد استفاده قرار داد، مشروط بر این که شرایط کار شامل مقادیر نسبتا ثابتی از تنش و دما در دوره‌ های طولانی کار باشد و تناوب چرخه‌ های گرما و سرما کوتاه باشد. در غیر حالات یاد شده، داده‌ های تست خزش باید با احتیاط زیادی مورد استفاده قرار گیرند. غالبا استفاده از اطلاعات مربوط به قطعات و موادی که در شرایط کاری مشابه با قطعه مورد نظر به‌کار گرفته شده‌اند، نیز مفید است.



موضوعات مرتبط: آزمایش متالورژی مکانیکی , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0


مطالب مرتبط با این پست







می توانید دیدگاه خود را بنویسید


نام
آدرس ایمیل
وب سایت/بلاگ
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O };-
:B /:) =DD :S
-) :-(( :-| :-))
نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

آپلود عکس دلخواه:








منوی کاربری


عضو شوید


نام کاربری
رمز عبور

:: فراموشی رمز عبور؟

عضویت سریع

نام کاربری
رمز عبور
تکرار رمز
ایمیل
کد تصویری
موضوعات
نویسندگان
نظر سنجی

سطح وبسایت چطوری در نظر میگیرید

خبرنامه
براي اطلاع از آپيدت شدن وبلاگ در خبرنامه وبلاگ عضو شويد تا جديدترين مطالب به ايميل شما ارسال شود



دیگر موارد


خبرنامه وبلاگ:

برای ثبت نام در خبرنامه ایمیل خود را وارد نمایید



تبادل لینک هوشمند

تبادل لینک هوشمند

برای تبادل لینک ابتدا ما را با عنوان Special reference Metallurgy و آدرس metallurgyy.lxb.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.






آمار وب سایت

آمار مطالب

:: کل مطالب : 384
:: کل نظرات : 16

آمار کاربران

:: افراد آنلاین : 8
:: تعداد اعضا : 955

کاربران آنلاین


آمار بازدید

:: بازدید امروز : 31
:: باردید دیروز : 51
:: بازدید هفته : 84
:: بازدید ماه : 31
:: بازدید سال : 10180
:: بازدید کلی : 142486