La máquina de prueba de fatiga por arrastre es un equipo de precisión utilizado para simular el comportamiento de falla de los materiales bajo la acción combinada de alta temperatura y carga cíclica. Su principio de funcionamiento es combinar la carga cíclica dinámica del ensayo de fatiga con la retención de carga estática y muerta del ensayo de arrastre.

I. principio de funcionamiento de la máquina de prueba

El sistema central de la máquina de prueba incluye:

Sistema de carga: a través de un servomotor o un cilindro de accionamiento hidráulico, se aplica una carga cíclica de tracción - tracción o tracción - presión axial precisa y controlable a la muestra.

Sistema de calentamiento: generalmente se utiliza un horno de inducción de alta frecuencia o un horno de resistencia para calentar y estabilizar la muestra a la temperatura objetivo (generalmente más de 0,3 veces por encima del punto de fusión del material).

Sistema de medición y control: sensores de alta precisión monitorean la carga, la tensión (generalmente utilizando barras de extensión para conectar el intervalo estándar de la muestra) y la temperatura en tiempo real, y a través del sistema de control de circuito cerrado, se garantiza que los parámetros de prueba funcionen estrictamente de acuerdo con la forma de onda preestablecida (incluida la carga y El tiempo de retención).

La forma de onda típica de la prueba de fatiga por arrastre es introducir un tiempo de retención en la carga máxima o en la carga valle en un ciclo de fatiga. Durante este período, la carga es constante, pero el material continuará sufriendo deformación por arrastre debido a las altas temperaturas, introduciendo así daños por arrastre.

2. análisis del mecanismo de interacción creep - fatiga

La interacción creep - fatiga se refiere a que los dos mecanismos de daño no se superponen simplemente, sino que se aceleran entre sí, lo que resulta en una vida útil del material mucho menor que la predicción de fatiga pura o creep puro. Su mecanismo microscópico se debe principalmente a:

Deslizamiento del límite del grano y núcleo en forma de vacío: en la etapa de retención de tracción del ciclo de fatiga, la combinación de alta temperatura y tensión constante promueve el deslizamiento del límite del grano y produce concentración de esfuerzo en obstáculos del límite del grano (como partículas de segunda fase, nodos de Unión de tres cristales), lo que conduce a la Formación de núcleo en forma de agujero de arrastre. La carga cíclica posterior acelerará el crecimiento y la conexión de estos agujeros.

Oxidación ambiental y crecimiento de grietas: el ambiente de alta temperatura hace que la superficie del material se Oxide violentamente. Durante el tiempo de retención, el oxígeno se difunde a lo largo del límite del grano, formando óxidos frágiles y debilitando la intensidad del límite del grano. La deformación plástica repetida producida por el ciclo de fatiga puede destruir la película de óxido superficial, exponer metales frescos y promover el inicio y crecimiento de la oxidación a lo largo de la grieta cristalina.

Relajación y redistribución del estrés: durante el período de retención, debido a la deformación por arrastre, el estrés en el interior del material se relajará. Cuando la carga cambia de nuevo, el estrés necesita ser redistribuido, y este proceso repetido de relajación y redistribución agravará la acumulación de daños en la microestructura.

En resumen, la máquina de prueba de fatiga por arrastre simula físicamente las condiciones de trabajo a través de "carga cíclica + retención de carga muerta". La esencia de su mecanismo de interacción es que la carga de fatiga proporciona el lugar de formación del núcleo y la fuerza motriz para el daño por arrastre (vacío, oxidación); El proceso de arrastre (vacío, fragilidad oxidativa) a su vez crea un atajo para la iniciación y propagación de grietas por fatiga, y la sinergia entre los dos conduce finalmente al fracaso temprano del material.