工程陶瓷高溫彎曲強度試驗方法

1主題內(nèi)容與適用范圍本標準規(guī)定了工程陶瓷高溫彎曲強度試驗用的設(shè)備、試樣的具體要求，試驗步驟以及試驗結(jié)果的處理方法。本標準適用于用作機械部件、結(jié)構(gòu)材料等高強度工程陶瓷在高溫下三點和四點彎曲強度的測定方法。 2引用標準 GB1031表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值 3術(shù)語 31三點彎曲強度將試樣放在一定距離的兩支座上，在兩支座中心點上加試驗力，直至折斷時的最大彎曲應(yīng)力。 32四點彎曲強度將試樣放在一定距離的兩支座上，戌兩支座中心左右等距離的兩點上加試驗力，直到折斷時的最大彎曲應(yīng)力。 33高溫在試樣伴有蠕變形的彎曲強度試驗時，超過室溫的溫度域。 4試驗設(shè)備 41試驗機：應(yīng)能保證一定的位移施加速率、試驗力標值相對誤差不超過±1%。 42高溫爐：應(yīng)具有一定的升溫速率，能使試樣在試驗溫度下均勻受熱、保持恒溫。 43夾具：試樣支座和壓頭在試驗溫度下不會發(fā)生塑性變形，與試樣不粘結(jié)，彈性模具不低于200GPa。支座和壓頭的曲率半徑和試驗跨距如圖1a、b所示，其長度應(yīng)大于試樣的寬度，按GB1031規(guī)定，與試樣接觸部分的表面粗糙度Rz不大于16μm。 44量具：精度為001mm。 5試樣 51試樣從待測制品中切取或按與待測制品相同工藝制成，其尺寸如圖2所示。試樣相對面的平行度不大于002mm，橫截面的相鄰邊夾角應(yīng)為90°±05°。 52試樣沿長度方向的棱邊應(yīng)按圖3a或3b規(guī)定的要求磨成圓角或倒角。 53按GB1031規(guī)定，試樣上下面的表面粗糙度Rz不大于08μm，若大于此值時應(yīng)在報告中注明，仲裁時應(yīng)按規(guī)定加工。對壓電陶瓷，不去除電極面。 6試驗步驟 61測量試樣中部的寬度和厚度，精確至001mm。 62按圖1所示測量支座與試驗力點之間的尺寸。 63把試樣放在支座上，使兩端露出部分的長度相等。 64使熱電偶接觸或造近試樣，進行測溫。 65在大氣、真空、氮氣或其他不影響試樣及夾具的氣氛中以不致使試樣和夾具因膨脹而破壞的升溫速度升溫，升到試驗溫度后恒溫不少于10min。 66在試樣負荷點上，以05mm/min的位移速度加試驗力，紀錄試樣斷裂時的最大試驗力。 7結(jié)果計算 71根據(jù)每個試樣的測定值，按式(1)或式(2)算出三點或四點彎曲強度： 3 PLσb2=———…………………………………(1) 2 bh2 3 P(L-l)σb4=—————…………………………………(2) 2 bh2式中：σb3——三點彎曲強度，MPa；σb3——四點彎曲強度，MPa； P——試樣斷裂時的最大試驗力，N； L——試樣支座間的距離，mm； l——壓頭間的距離，mm； b——試樣寬度，mm； h——試樣厚度，mm。計算彎曲強度時，有效數(shù)字修約到整數(shù)位，當測定值小于100MPa時，有效數(shù)字修約到三 位。 72標準差按式(3)計算，有效數(shù)字修約到三位?！痞襛k2-∑σak2n S=〔———————〕…………………………………(3) n-1式中：S——標準差，MPa； n——被測試樣數(shù)量；σh——各試樣彎曲強度，MPa。 73試驗結(jié)果以按照附錄A的方法進行數(shù)據(jù)處理后的算術(shù)平均值和標準差表示。 8試驗報告高溫彎曲強度試驗報告應(yīng)報告： a.委托單位； b.試樣名稱及編號； c.試驗條件(說明三點或四點彎曲、溫度、氣氛及其他)； d.試樣彎曲強度的單值、平均值及標準差； e.試驗機型號及所選用的測力范圍； f.試驗室溫度，相對濕度； g.試驗日期及試驗人員。附錄A異常數(shù)據(jù)取舍方法 (補充件) A1把測得的彎曲強度數(shù)據(jù)按其數(shù)值從小排列成：αk(1)，αk(2)，……αk(n-1)，αk(n)。 A2規(guī)定顯著性水平α=005，根據(jù)n,α查表A1得T(n,0.05)值。 A3計算T值當最小值αk(1)或最大值αk(n)是可疑數(shù)據(jù)時，分別按式A(1)、A(2)計算：αb-αk(1) T(1)=————————………………………………(A1) Sαb(n)-αk T(n)=————————………………………………(A2) S式中：T(1)——最小值αb(1)的計算值； T(n)——最大值αb(n)的計算值； 1αk——各試樣沖擊韌性算術(shù)平均值，αb—∑αb(i)MPa; n S——標準差按72條式(3)計算，MPa;σb——各試樣彎曲強度MPa； n——被測試樣數(shù)。 A4將T與T(n,0.05)值進行比較，當T≥T(n,0.05)，則所懷疑的數(shù)據(jù)是異常的，應(yīng)予舍去。當T＜T(n,0.05)，該數(shù)據(jù)不能舍去。表A1—————————————————————————————————————— n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T 1.15 1.46 1.67 1.82 1.94 2.03 2.11 2.18 2.23 2.29 n 13 14 15 16 17 18 19 20 50 100 T 2.33 2.37 2.41 2.44 2.47 2.50 2.53 2.56 2.96 3.21 _______________________________________________________________________________附加說明：本標準由國家建筑材料工業(yè)局提出。本標準由中國建筑材料科學研究院負責起草。本標準主要起草人仇沱、郭德生、胡云林、張利浚