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硅碳棒试样在加载及卸载过程中的变形量

[2026-05-26]    来源:    作者:超级管理员  阅读:23次  【打印此页】

        硅碳棒试样的高温应力一应变测试过程如下:根据硅碳棒试样的弯曲抗折强度值,设定一个对硅碳棒试样施加的最大载荷值,将最大载荷值换算为固定应力值,该应力值通常为试样弯曲抗折强度的1/2一2/3,因此,本试验将A硅碳棒试样的应力值设定为SMPa,B,C硅碳棒试样的应力值设定为18MPa;采用恒速率加荷系统以0.1SMPa/s的加荷速率通过上压头对硅碳棒试样施加载荷,当加载到设定的最大载荷值时,系统以同样的速率减小载荷,直至载荷值为零,并用位移传感器每隔1MPa记录硅碳棒试样在加载及卸载过程中的变形量;每隔200℃设定一个试验温度,将硅碳棒试样以5℃/min的速度加热到试验温度并保温1Omin,保温结束后即再次进行应力一应变测试,应力测试过程同上,以此反复,直至测试温度达到1400℃或硅碳棒试样断裂。通过对加入不同含量的熔抽弯月型钢纤维硅碳棒试样进行楔入劈裂试验,得出的载荷位移曲线如图5.4所示。可以看出,随着钢纤维加入量的增加,最大载荷值(界开裂载荷)先增加后降低,而曲线达到峰值后下降得越缓慢;钢纤维加入量为lvol%和2vol%的硅碳棒试样临界载荷明显增高,分别为1409N和1311N,相对于未添加钢纤维的硅碳棒试样分别提高了95.7%和82.1%,加入3vol%钢纤维的硅碳棒试样峰值却降低。这说明适量的钢纤维提高了硅碳棒试样的强度,使得硅碳棒试样开裂的临界载荷增加,过量的钢纤维增加了硅碳棒试样基体材料的缺陷,降低了开裂的临界载荷;钢纤维含量越多,硅碳棒试样载荷达到峰值后下降得越慢,这表示裂纹扩展越慢,阻裂效果越好,说明钢纤维能显著阻碍裂纹的扩展。断裂能是指材料裂开时单位面积所需消耗的平均能量,表征抵制开裂的能力根据楔入劈裂试验数据和以下公式可以计算断裂能从图可以看出,随着钢纤维含量的增加,断裂能先增加后变小。当钢纤维加入量为2vol%时,硅碳棒试样的断裂能达到最大值,为401.9Nm1,相比于未添加钢纤维的硅碳棒试样提高了49.0%。这说明浇注料中加入适量钢纤维后,材料的韧性变大,浇注料逐渐由脆性断裂转变为韧性断裂,使材料断裂所需做的功增大。本试验根据三组硅碳棒试样常温抗折强度的1/22/3设定应力一应变测试过程中的最大应力值,结合图4.4,4.20的实验结果,设定A硅碳棒试样的最大应力值为SMPa;B,C硅碳棒试样的最大应力值为18MPa。从常温开始,硅碳棒试样每隔200℃测试一次应力一应变,并记录不同温度下的应力值和应变值,绘制出相应温度下的应力一应变曲线。图5.6,5.7,5.8分别给出了A,B,C三组硅碳棒试样在不同温度下的应力一应变曲线。可以看出,在20℃一800℃温度下,硅碳棒试样在加载过程中的应力一应变曲线与卸载过程中的应力一应变曲线基本是可逆的,当载荷达到最大值时,硅碳棒试样变形量为最大值,卸载时,硅碳棒试样变形量逐渐减小,因此,可以认为该温度范围内,硅碳棒试样处于弹性变形阶段;在800℃-1200℃温度下,硅碳棒试样在加载时变形量不断增大,开始卸载后,其变形量依然有所增加,最大变形量出现最大载荷值之后的卸载过程中,当载荷完全卸除后,硅碳棒试样残留了一定量的永久变形量,因此,可以认为该温度范围内,硅碳棒试样处于塑性变形阶段;在1200℃一1400℃温度下,硅碳棒试样在加载过程中的应力一应变曲线向横轴方向的倾斜量及完全卸载后的永久变形量明显增大,其中A硅碳棒试样在1400℃的测试过程中出现了断裂,因此,可以认为该温度范围内,硅碳棒试样进入了粘性变形阶段。http://www.guitanbang.net.cn/