GB/T 41739-2022 英文版?金屬基復(fù)合材料尺寸穩(wěn)定性檢測方法 冷熱循環(huán)法

GB/T 41739-2022 英文版

前言

本文件按照GB/T 1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。

本文件由全國碳纖維標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC572)提出并歸口。

金屬基復(fù)合材料尺寸穩(wěn)定性檢測方法

冷熱循環(huán)法

1 范圍

本文件規(guī)定了應(yīng)用冷熱循環(huán)實(shí)時檢測金屬基復(fù)合材料尺寸穩(wěn)定性的試驗(yàn)原理、樣品、測試裝置及測試程序、試驗(yàn)結(jié)果,以及試驗(yàn)報告等。

本文件適用于鋁基復(fù)合材料(冷熱循環(huán)溫度范圍:20℃~150℃)、鎂基復(fù)合材料(冷熱循環(huán)溫度范圍:20℃~150℃)、鐵基復(fù)合材料(冷熱循環(huán)溫度范圍:20℃~490℃)的尺寸穩(wěn)定性的測定。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T 4339 金屬材料熱膨脹特征參數(shù)的測定

JC/T 2250 熔融石英

3 試驗(yàn)原理

本文件采用單推桿或雙推桿熱膨脹儀,借助于同種穩(wěn)定材質(zhì)的石英示差組件,測量第一次循環(huán)前及每次冷熱循環(huán)后在20℃下金屬基復(fù)合材料的長度變化(冷熱循環(huán)共15次)。推桿將試樣長度的變化傳

輸至傳感器上,推桿的形狀和尺寸應(yīng)保證將載荷作用到試樣上。

4 樣品

4.1 樣品切割加工

樣品應(yīng)在室溫狀態(tài)(15℃~25℃)下用機(jī)械方法切取。

4.2 形狀與尺寸

樣品長度應(yīng)不小于20mm,不大于30mm,推薦樣品長度為25mm。樣品長度方向的橫截面可以是圓形、矩形或正方形,且應(yīng)是等截面,截面面積可在10mm2~100mm2 之間,推薦直徑(或外接圓直

徑)為6mm。樣品兩端面應(yīng)平行且與軸線垂直,平行度與垂直度應(yīng)小于或等于0.02。推薦樣品尺寸如
4.3 樣品貯存

樣品在測試前應(yīng)在干燥器中放置不小于24h。

4.4 樣品數(shù)量

每組樣品數(shù)量應(yīng)不少于3個。

5 測試裝置及測試程序

5.1 測試裝置

5.1.1 石英示差組件

石英示差組件要求如下:

a) 石英示差組件主要由高純度熔融石英標(biāo)樣和推桿組成。

b) 石英示差組件應(yīng)符合JC/T 2250的規(guī)定。

5.1.2 長度變化量測量裝置

長度變化量測量裝置要求如下:

a) 長度變化量測量范圍為0mm~2.5mm,分辨力應(yīng)不低于10-6mm;

b) 使用恒溫水浴保持長度變化量測量裝置溫度穩(wěn)定,溫度變化不大于±0.5℃。

5.1.3 升降溫裝置

升降溫裝置要求如下:

a) 無論采用何種升溫或降溫方式,都應(yīng)對溫度進(jìn)行控制;

b) 無論是升溫裝置還是降溫裝置,都應(yīng)具有大于試樣長度的均溫區(qū),均溫區(qū)內(nèi)最大的溫度差不應(yīng)大于2℃;

c) 樣品升降溫速率為5℃/min。

5.1.4 測溫裝置

熱電偶測溫精度為±0.2℃。

5.1.5 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)應(yīng)能設(shè)置試驗(yàn)過程中的不同溫度程序并能進(jìn)行自動控制?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)能對測試系統(tǒng)的保護(hù)氣流量進(jìn)行實(shí)時檢測。當(dāng)不能滿足測試系統(tǒng)的要求時,控制系統(tǒng)應(yīng)能自動斷電。

5.1.6 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)應(yīng)能全過程連續(xù)自動采集測試溫度和長度變化量數(shù)據(jù),并能進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計算、繪圖及修正。

5.2 裝置校正

裝置要經(jīng)過校正,以后每半年復(fù)校一次。

采用高純度熔融石英標(biāo)樣進(jìn)行裝置校正,裝置校正使用的試驗(yàn)條件和程序應(yīng)與檢測試樣時相同,例如:溫度歷程、環(huán)境氣氛等,所獲得的長度變化量數(shù)據(jù)作為基線值,用于數(shù)據(jù)分析時修正實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

5.3 測試程序

測試程序如下。

a) 開啟熱膨脹儀預(yù)熱,時間不小于24h。

b) 將樣品裝入石英示差組件內(nèi),并與石英推桿處在同一軸線上,將熱電偶的接點(diǎn)靠近樣品中

點(diǎn)處。

c) 關(guān)閉爐體系統(tǒng),抽真空至爐體氣壓小于1000Pa,通入高純氦氣至大于0.1MPa,循環(huán)3次。

d) 開啟保護(hù)氣?？捎酶呒兒饣蚋呒兊?dú)?純度不小于99.999%)進(jìn)行保護(hù),流量不小于10mL/min。

e) 設(shè)置試驗(yàn)過程中的溫度程序,啟動位移傳感器控制程序自動測量并采集數(shù)據(jù)。

f) 第一次循環(huán)前應(yīng)保溫,保溫溫度為20℃,保溫時間為20min。

g) 冷熱循環(huán)高溫階段保溫0min~10min,推薦保溫5min。

h) 每次循環(huán)后應(yīng)保溫,保溫溫度為20℃,保溫時間為20min。

i) 試驗(yàn)完畢,保存測試結(jié)果。

6 試驗(yàn)結(jié)果

采用“單次冷熱循環(huán)后樣品應(yīng)變量絕對值的平均值|Δ|”來表征材料的尺寸穩(wěn)定性,如公式(1)、公式(2)所示。同種材料測量不少于3個樣品,將最終結(jié)果取平均值。

7 試驗(yàn)報告

試驗(yàn)報告一般包括下述內(nèi)容:

a) 材料的名稱、牌號、尺寸、狀態(tài)、用途、生產(chǎn)單位;

b) 隨爐樣品應(yīng)注明產(chǎn)品型號、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品編號、產(chǎn)品圖號和產(chǎn)品批次;

d) 試樣的編號、取樣方向、數(shù)量;

f) 使用儀器的型號及編號;

g) 試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)過程中的異常情況;

h) 滿足被測材料特殊要求的附加信息;

i) 試驗(yàn)、校對與審批人簽名。