Nerūdijančio plieno medžiagų atsparumas tempimui yra viena iš svarbiausių jų mechaninių charakteristikų, o tokie parametrai kaip takumo riba ir didžiausias tempiamasis stipris yra pagrindiniai inžinerinio projektavimo, mechaninės analizės ir įtempių skaičiavimo rodikliai. Aukštos{1}}temperatūros aplinkoje{2}}naudojamų komponentų, įskaitant aviacijos ir erdvėlaivių variklius, slėginius indus, branduolinės energijos sistemas ir šiluminius vamzdynus, -tikslūs aukštos- temperatūrų tempimo duomenys yra labai svarbūs vertinant ir kvalifikuojant medžiagas.
1. Mėginio paruošimas
Standartiniai nerūdijančio plieno tempimo bandymo bandiniai yra apdirbami iš bandomųjų ruošinių atliekant tikslias operacijas, tokias kaip tekinimas, frezavimas, obliavimas ir šlifavimas. Viso apdirbimo proceso metu padavimo greitis ir aušinimo greitis turi būti atidžiai kontroliuojami, kad būtų išvengta terminės žalos ar sukietėjimo, dėl kurių gali pasikeisti medžiagos mechaninės savybės.
Pagamintas bandinys turi atitikti visus matmenų tikslumo ir paviršiaus šiurkštumo standartus, kad būtų užtikrinti patikimi rezultatai. Tada matuoklio ilgis nustatomas ir pažymimas pagal bandymo specifikacijas.
2. Mėginio išlygiavimas ir montavimas
Prieš montuojant bandinį, bandymo įranga ir tvirtinimo elementai turi būti nuodugniai patikrinti, kad būtų patvirtinta tinkama būklė. Mėginio išlygiavimas yra labai svarbus siekiant užtikrinti bandymo tikslumą. Bet koks nukrypimas tarp apkrovos ašies ir bandinio vidurio linijos gali sukelti lenkimo įtempį, dėl kurio bandymo metu gali atsirasti paslydimas arba nenormalus lūžis. Tinkamas išlygiavimas garantuoja vienodą apkrovą ir nuoseklų matavimo tikslumą.
3. Termoporų, ekstensometrų ir krosnies montavimas
Atliekant tempimo bandymą aukštoje{0}}temperatūroje, temperatūros matavimas ir kontrolė yra pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką bandymo tikslumui. Kalibruota termopora naudojama kaip pagrindinės temperatūros stebėjimo komponentas, užtikrinantis tikslų valdymą viso bandymo metu.
Šiems bandymams dažniausiai naudojamas keramikinis{0}}mechaninis ekstenzometras. Jis turi būti sumontuotas bandinio vidurio taške, peilio briaunomis statmenai paviršiui, o dviem atraminiais strypais lygiagrečiai ir išilgai bandinio ašies. Tada ekstenzometro matuoklio ilgis turi būti tiksliai sureguliuotas, kad atitiktų bandymo specifikaciją.
Dauguma aukštos temperatūros krosnių, naudojamų nerūdijančio plieno bandymams, turi vertikalią padalijimo-tipo struktūrą su trijų-zonų temperatūros valdymu (viršutinė, vidurinė ir apatinė šildymo zonos). Ši konfigūracija užtikrina vienodą temperatūrą visame mėginyje ir suteikia išplėstą izoterminę zoną pastoviam šildymui.
4. Temperatūros kontrolė ir izoterminė zona
Izoterminė zona apibrėžiama kaip sritis krosnyje, kurioje temperatūros svyravimai išlieka nustatytos ribos, kai pasiekiama pusiausvyra. Dėl natūralaus „karšto oro pakylėjimo“ efekto viršutinė krosnies dalis būna šiek tiek karštesnė, o tai reiškia, kad izoterminė zona paprastai yra šiek tiek virš geometrinio krosnies centro.
Prieš atliekant bandymą, būtina išmatuoti ir pažymėti izoterminę zoną, užtikrinant, kad bandinio matuoklis būtų šioje stabilioje srityje. Dėl šiluminės inercijos šildymo elementai reaguoja lėčiau nei termoporos, todėl tarp tikrosios ir nustatytos vertės susidaro kelių laipsnių temperatūros atsilikimas. Norint sumažinti šį nuokrypį ir palaikyti stabilias temperatūros sąlygas, reikia atlikti koregavimus.
5. Tempimo bandymo procesas
Temperatūros stabilumą sunkiausia išlaikyti pakrovimo fazės metu. Elastinės deformacijos stadijoje temperatūros valdymas yra gana stabilus, nes bandinys savaime įkaista nežymiai. Tačiau, kai po atleidimo prasideda plastinė deformacija, vidinė šilumos gamyba žymiai padidėja -ypač austenitiniame nerūdijančiame pliene-, todėl bandinio temperatūra gali pakilti keliomis dešimtimis laipsnių Celsijaus.
Siekiant užtikrinti temperatūros pastovumą, pradinė bandymo temperatūra turėtų būti nustatyta šiek tiek žemesnė už tikslinį diapazoną, kad būtų kompensuotas savaiminis įkaitimas plastinės deformacijos metu. Būtina nuolat stebėti ir rankiniu būdu reguliuoti šildymo sistemą, kad viso tempimo proceso metu bandymo temperatūra neviršytų nurodytos tolerancijos.