【概述】
金属材料在不同温度环境下的性能变化对其实际应用具有重要影响,本方案旨在利用三箱式冷热冲击试验箱对金属材料进行考验,评估其在极端温度变化下的机械性能、物理性能和化学性能等方面的变化,为金属材料的选材、设计和应用提供可靠的实验依据。
【实验/设备条件】
高温箱温度范围:+60℃至 +200℃
低温箱温度范围:-60℃至 0℃
转换时间:小于 10 秒
温度恢复时间:小于 5 分钟
万能材料试验机:用于测试金属材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能。
硬度计:测量金属材料的硬度。
金相显微镜:观察金属材料的微观组织。
热重分析仪(TGA):分析金属材料在温度变化过程中的质量变化。
【样品提取】
选取常见的金属材料,如碳钢、不锈钢、铝合金、钛合金等,并制备成标准试样。
每种金属材料制备至少 5 个相同规格的试样,以保证实验结果的重复性和可靠性。
在进行试验前,对试样进行表面处理,去除氧化层和油污,确保试样表面干净、平整。
【实验/操作方法】
设定高温冲击温度为 +150℃,低温冲击温度为 -40℃。
每个温度冲击阶段保持时间为 30 分钟。
进行 50 个冷热循环冲击。
将预处理后的试样放入试验箱的样品架上,确保试样在试验过程中能够均匀受热和受冷。
在试验进行到 0、10、25、50 次循环时,分别取出试样进行性能检测。
使用万能材料试验机对试样进行拉伸试验,测量屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。
用硬度计测量试样的硬度。
通过金相显微镜观察试样的微观组织变化。
利用热重分析仪分析试样在温度冲击过程中的质量损失情况。
【实验结果/结论】
绘制不同金属材料在冷热冲击循环过程中的力学性能变化曲线,分析其性能衰减规律。
对比不同金属材料在冷热冲击后的微观组织照片,观察组织的演变情况。
分析热重分析数据,评估金属材料的抗氧化和抗热分解能力。
总结不同金属材料在三箱式冷热冲击试验箱中的性能表现和变化规律。
根据实验结果,为金属材料在极端温度环境下的应用提供选材建议和设计参考。
【仪器/耗材清单】
三箱式冷热冲击试验箱
万能材料试验机
硬度计
金相显微镜
热重分析仪
不同金属材料的试样
砂纸
抛光剂
腐蚀剂
标签纸
记录表格