Paslanmaz çelik malzemelerin çekme performansı, bunların en kritik mekanik özelliklerinden biridir; akma mukavemeti ve nihai çekme mukavemeti gibi parametreler, mühendislik tasarımı, mekanik analiz ve gerilim hesaplaması için temel göstergeler olarak hizmet eder. Havacılık motorları, basınçlı kaplar, nükleer güç sistemleri ve termal boru hatları dahil olmak üzere yüksek-sıcaklık ortamlarında-çalışan bileşenler için-doğru yüksek-sıcaklık gerilme verileri, performans değerlendirmesi ve malzeme kalifikasyonu açısından temeldir.
1. Numune Hazırlama
Paslanmaz çeliğin çekme testi için standart numuneler, test boşluklarından tornalama, frezeleme, planyalama ve taşlama gibi hassas işlemlerle işlenir. İşleme süreci boyunca, malzemenin kendine özgü mekanik özelliklerini değiştirebilecek termal hasarı veya iş sertleşmesini önlemek için ilerleme hızı ve soğutma hızı dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir.
Güvenilir sonuçlar sağlamak için, bitmiş numunenin tüm boyutsal doğruluk ve yüzey pürüzlülüğü standartlarını karşılaması gerekir. Daha sonra ölçüm uzunluğu test spesifikasyonlarına göre belirlenir ve işaretlenir.
2. Numune Hizalama ve Montaj
Numuneyi monte etmeden önce, test ekipmanı ve donanımları, uygun durumun teyit edilmesi için iyice incelenmelidir. Numunenin hizalanması test doğruluğunu sağlamak için çok önemlidir. Yükleme ekseni ile numune merkez çizgisi arasındaki herhangi bir sapma, bükülme gerilimi oluşturabilir ve bu da potansiyel olarak test sırasında kaymaya veya anormal kırılmaya yol açabilir. Doğru hizalama, eşit yüklemeyi ve tutarlı ölçüm doğruluğunu garanti eder.
3. Termokuplların, Ekstansometrelerin ve Fırının Kurulumu
Yüksek-sıcaklık çekme testinde sıcaklık ölçümü ve kontrolü, test doğruluğunu etkileyen temel faktörlerdir. Kalibre edilmiş bir termokupl, çekirdek sıcaklık izleme bileşeni olarak görev yaparak test boyunca hassas kontrol sağlar.
Bu testler için yaygın olarak seramik-çubuk mekanik ekstansometre kullanılır. Numunenin orta noktasına, bıçak kenarları yüzeye dik ve iki destek çubuğu numune eksenine paralel ve aynı doğrultuda olacak şekilde kurulmalıdır. Ekstensometrenin ölçüm uzunluğu daha sonra test spesifikasyonuna uyacak şekilde hassas şekilde ayarlanmalıdır.
Paslanmaz çelik testi için kullanılan yüksek-sıcaklık fırınlarının çoğu, üç-bölgeli sıcaklık kontrolüne (üst, orta ve alt ısıtma bölgeleri) sahip dikey bölünmüş-tipte bir yapıyı benimser. Bu konfigürasyon, numune boyunca sıcaklık eşitliği sağlar ve tutarlı ısıtma için genişletilmiş bir izotermal bölge sağlar.
4. Sıcaklık Kontrolü ve İzotermal Bölge
İzotermal bölge, dengeye ulaşıldığında sıcaklık dalgalanmasının önceden belirlenmiş bir limit dahilinde kaldığı fırın içindeki bölge olarak tanımlanır. Doğal "sıcak hava yükselir" etkisi nedeniyle fırının üst kısmı biraz daha sıcak olma eğilimindedir; bu, izotermal bölgenin tipik olarak fırının geometrik merkezinin biraz üzerinde konumlandırıldığı anlamına gelir.
Testten önce izotermal bölgenin ölçülüp işaretlenmesi ve numunenin ölçüm bölümünün bu stabil bölge içerisinde kalmasının sağlanması gerekir. Termal atalet nedeniyle, ısıtma elemanları termokupllardan daha yavaş tepki verir, bu da gerçek ve ayarlanan değerler arasında birkaç derecelik bir sıcaklık farkı oluşmasına neden olur. Bu sapmayı en aza indirmek ve sabit sıcaklık koşullarını korumak için ayarlamalar yapılmalıdır.
5. Çekme Testi Süreci
Yükleme aşamasında sıcaklık stabilitesinin korunması en zor olanıdır. Elastik deformasyon aşamasında, numune ihmal edilebilir düzeyde kendi kendine ısınma oluşturduğundan sıcaklık kontrolü nispeten stabildir-. Bununla birlikte, akma sonrasında plastik deformasyon başladığında, dahili ısı üretimi önemli ölçüde artar-özellikle östenitik paslanmaz çeliklerde-bu da numune sıcaklığını onlarca santigrat derece kadar artırabilir.
Sıcaklık tutarlılığını sağlamak amacıyla, plastik deformasyon sırasında kendi kendine ısınmayı dengelemek için başlangıç test sıcaklığı hedef aralığın biraz altına ayarlanmalıdır. Çekme işlemi boyunca test sıcaklığının belirtilen tolerans dahilinde tutulması için ısıtma sisteminin sürekli izlenmesi ve manuel olarak ayarlanması gerekir.