镍-钛超弹性合金线中拉伸强度、残余应变检测方案(万能试验机)

SSL-CA20-517Excellence in Science Excellence in ScienceAGX-015 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cnTel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn 镍-钛超弹性材料不同温度下拉伸试验 AGX-015 摘要：镍-钛合金因其优良的生物相容性、优秀力学性能、形状记忆效应与超弹性等特性，应用范围广泛地涉及到航天航空、机械、电子、化工、医学等领域。本文参照《YS/T 1147-2016超弹性镍-钛超弹性材料拉伸试验方法》试验方法，在-10℃低温，20℃常温与40℃高温三种温度环境下，分别进行试验。测试出三种温度环境下力学性能并进行比较。 关键词：镍钛合金记忆金属残余应变 的温度下加载，即便加载至产生类似塑性变形后的非线性形变，当卸载力时，其非弹性形变部分也能恢复，这被称作“伪弹性”或是“超弹性(SE)”。本试验在-10°C低温，20°C常温与40°C高温三种温度环境下，按照《YS/T 1147-2016 超弹性镍-钛超弹性材料拉伸试验方法》进行试验。分别测试三种温度环境下力学性能并进行比较，验证此类材料的超弹性(SE) 性能。 1.2试验条件 样品名称：镍钛合金试验类型：金属拉伸试验样品数量：3组试验速度：3 mm/min试验温度：-10℃、20℃、40℃传感器容量：1kN 试验介绍 本试验使用 AGX-V 10 kN 万能试验机，搭配1kN气动平推夹具进行夹持。测试速度使用 3 mm/min 进行测试。当应变达到6%时，将力值以3 mm/min 速度卸载至7MPa。最后再以30 mm/min 的速度进行拉伸至断裂，本试验全程在恒温设备中进行。 本试验主要测试样品在不同温度条件下的抗拉强度与残余应变。 残余应变：本试验残余应变为卸载至7 Mpa 时应变值与初次加载至7 Mpa 时应应的应变值之差。残余应变代表加载卸载之后，其材料塑性变化的大小。残余应变越大，则表示材料在拉伸过程中塑性变形越大，其变形量不可逆，越不容易恢复原有形状；残余应变越小，则表示拉伸过程中塑性变形较小，材料越容易恢复至原有形状。 图1 试验过程 图2 样品尺寸图片 表1 样品数据 样品 直径(mm) 夹具间距(mm) 镍钛合金丝 0.57 150 试验结果 图3试验结果图像(-10℃) 行程(应变)(%) 图4 试验结果图像象(20°℃) 行程(应变)(%) 图5 试验结果图像(40℃) 表22试验结果数据 试验编号 抗拉强度 (Mpa) 残余应变(%) 1-1(-10℃) 1180.00 4.841 1-2 (-10℃) 1175.93 4.907 1-3(-10℃) 1189.60 4.814 2-1(20C) 1175.32 4.461 2-2((20°C) 1158.22 4.263 2-3(20℃) 1160.73 4.476 3-1(40℃) 1158.06 0.264 3-2(40℃) 1158.06 0.372 3-3(40℃) 1137.33 0.273 从图表可得：在抗拉强度方面，随着温度的提高，抗拉强度渐渐变小。但是总体而言，温度对镍镍合金抗拉强度的影响比较小。在残余应变方面，在-10℃与20℃两种温度条件下，残余应变基本在5%以内，但是当温度达到40℃时，材料残余应变发生显著变化，残余应变基本保持在0.5%以内，这表现出了镍钛合金的记忆性能，也即是超弹性现象。可以推测，当温度在-10℃与20℃时，此时拉伸产生的塑性变形在温度稳定的情况下没有发生变形回复现象，推测此时未达到使奥氏体相稳定的温度。当温度度到40℃时，镍钛合金拉伸后表现出恢复性，推测此时已达到奥氏体相稳定的温度。 结论 岛津的AG 系列电子万能试验机可实现程序控制，可实现多次加载卸载载荷等功能，使用便捷且功能多样。搭配岛津各类环境装置可以测试不同类型环境下的力学性能试验，获得材料在真实应用环境下的力学特征。 岛津应用云 本文参照《YS/T  1147-2016超弹性镍-钛超弹性材料拉伸试验方法》试验方法，在-10°C低温，20°C常温与40°C高温三种温度环境下，分别进行试验。测试出三种温度环境下力学性能并进行比较。岛津的AG系列电子万能试验机可实现程序控制，可实现多次加载卸载载荷等功能，使用便捷且功能多样。搭配岛津各类环境装置可以测试不同类型环境下的力学性能试验，获得材料在真实应用环境下的力学特征。