在机械制造、建筑工程以及航空航天等领域,螺栓作为连接紧固的核心零部件,其性能稳定与否直接决定整体结构的安全性。实际应用中,螺栓常面临极端温度环境,如寒冷地区户外设施、高温工业设备内部,温度变化会导致螺栓材料力学性能改变,引发强度下降、脆化或塑性变形,进而造成连接松动甚至断裂等严重后果。因此,通过螺栓高低温试验评估其在不同温度下的性能表现,成为保障产品质量与工程安全的关键环节。
螺栓高低温试验借助高低温试验箱,模拟螺栓在实际使用过程中可能遭遇的高温和低温环境。在高温环境下,螺栓材料内部晶体结构发生变化,原子热运动加剧,致使材料强度、硬度降低,蠕变现象加剧;而在低温环境中,材料韧性下降,脆性增加,容易出现低温脆断。将螺栓试样置于设定好温度参数的试验箱内保持规定时间后,对其进行拉伸强度、屈服强度、冲击韧性等力学性能测试,通过对比试验前后的性能指标,判断螺栓在高低温环境下的可靠性与适用性。
螺栓高低温试验主要遵循以下标准:
GB/T 228.1 - 2021《金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法》:虽针对室温拉伸试验,但为高低温拉伸测试提供基础规范与操作要点参考。
GB/T 229 - 2020《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》:用于测定金属材料在动负荷下的抗冲击性能,帮助评估螺栓在高低温环境下的冲击韧性。
ISO 6892 - 1《金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验条件》:作为国际标准,为螺栓高低温拉伸试验提供通用参照依据。
ASTM E21 - 18《高温下金属材料拉伸试验的标准试验方法》和 ASTM E23 - 16《金属材料缺口试样标准冲击试验方法》:分别对金属材料高温拉伸和冲击试验作出规定,为螺栓相关性能测试提供指导 。
样品:各类螺栓试样
高温试验温度:常见 100℃ - 150℃(依实际场景与标准设定)
低温试验温度: - 20℃ - - 70℃
温度保持时间:24h - 96h(按标准或试验要求确定)
循环次数:按需设定(若进行循环试验)
从生产批次中随机抽取螺栓试样,仔细检查外观,确保无裂纹、缺损、螺纹损伤等缺陷。依据相关标准或试验要求,选取至少 3 个具有代表性的平行试样。
接通 SHK - B102 高低温试验箱电源,全面检查设备运行状态。在控制系统中,根据试验方案设置高温、低温、保持时间、温度变化速率、循环次数等参数,完成后启动设备预升温或预降温,直至箱内温度稳定在设定值。
将准备好的螺栓试样平稳放置在试验箱内样品架上,保持适当间距,避免相互接触或挤压。关闭箱门,确保箱体密封良好,防止温度外泄与外界干扰。
确认箱内温度稳定达到设定值后,启动试验程序。试验过程中,实时监控温度变化,若出现异常波动或设备报警,立即停止试验,排查处理故障。循环试验将按设定程序自动运行。
试验结束后,将试样置于标准环境(温度 23±2℃,相对湿度 50±10%)恢复室温。使用万能材料试验机、冲击试验机等设备,对螺栓进行拉伸强度、屈服强度、冲击韧性等力学性能测试。对比试验前后数据,评估螺栓在高低温环境下的性能变化,判断是否符合质量标准与使用要求,并编制详细试验报告,为螺栓设计、生产与质量改进提供重要参考。
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