高溫拉伸試驗是在室溫以上的高溫下進(jìn)行的拉伸試驗。通過高溫拉伸試驗，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，從而得出多項技術(shù)參數(shù)值，將試驗結(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，高溫拉伸試驗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有差異，其試驗結(jié)果的影響因素也更加復(fù)雜。因此，高溫拉伸試驗過程中需要把控的因素也更多，對人員的專業(yè)素質(zhì)要求也會更高，應(yīng)能夠把控高溫拉伸試驗中的特殊操作細(xì)節(jié)。

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應(yīng)用領(lǐng)域

由于溫度和作用時間對金屬材料的力學(xué)性能影響很大，對于航空發(fā)動機(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靜載下的力學(xué)性能顯然是不夠的。高溫拉伸試驗?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)品的檢驗及質(zhì)量評估中。

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高溫拉伸試驗的意義

評價材料力學(xué)性能

很多材料的力學(xué)性能會受到周圍環(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)確評價材料在高溫條件下的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，為工程設(shè)計、機(jī)械設(shè)計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)的安全運營息息相關(guān)。通過高溫拉伸試驗所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠為材料研究相關(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)行高溫拉伸試驗時依據(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《金屬室溫拉伸試驗方法》；

HB 5145-1996《金屬管材室溫拉伸試驗方法》；

GJB 715.23A-2015《緊固件試驗方法拉伸強(qiáng)度》；

GB/T 4338-2006《金屬材料 高溫拉伸試驗方法》；

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

GB/T 228.1-2021《金屬材料拉伸試驗第1部分:室溫試驗方法》；

HB 5195-1996《金屬高溫拉伸試驗方法》；

ASTM E8E8M-2016a《金屬材料拉伸試驗方法》；

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標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》。

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注意事項

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對試驗結(jié)果造成不同程度的影響，尤其是試樣施力的時間，即拉伸速度對拉伸性能有顯著影響。因此，試驗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，應(yīng)確保所作的標(biāo)記在高溫試驗后仍能清晰可見。試樣安裝時應(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，加上試驗過程中試樣發(fā)生塑性變形時，試樣本身也會產(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。