يُعد اختبار معدل الإجهاد المنخفض (SSRT) طريقةً تُستخدم لتحديد عتبات الإجهاد وقابلية المواد للتشقق الناتج عن تآكل الإجهاد، وذلك بتطبيق معدل استطالة ثابت على المواد، لا سيما في بيئات مثل الصناعات النووية والفضائية. ويُشرح هذا الاختبار بالتفصيل في معيار ASTM G129، "الممارسة القياسية لاختبار معدل الإجهاد المنخفض لتقييم قابلية المواد المعدنية للتشقق الناتج عن العوامل البيئية". وهو أسلوب سريع لتقييم المواد، يُقيّم قابليتها للتشقق الناتج عن تآكل الإجهاد أو التقصف الهيدروجيني، وذلك بتطبيق معدل استطالة بطيء جدًا (يصل عادةً إلى 100 نانومتر) على عينة في بيئة محددة. ويُصنّف هذا الأسلوب أداء المواد في البيئات المسببة للتآكل من خلال إحداث فشل مُتسارع مقارنةً بالاختبارات التقليدية.
يشير اختبار معدل التمدد المنخفض إلى الاختبارات الميكانيكية التي تُجرى بمعدلات تشوه بطيئة عمدًا، أقل بكثير من معدلات اختبارات الشد التقليدية (التي تستخدم عادةً معدلات إجهاد عالية). تُعد هذه الاختبارات ضرورية في علم وهندسة المواد لغرضين رئيسيين:
يُعد اختبار معدل الإجهاد البطيء (SSRT)، المعروف أيضًا باختبار الشد بمعدل إجهاد ثابت، الشكلَ الأكثر شيوعًا لهذا الاختبار. في هذا الاختبار، تُسحب عينة شد ملساء بمعدل إجهاد منخفض وثابت مع تعريضها لوسط محدد (مادة كاشطة، أو درجة حرارة عالية، أو غاز). تتراوح معدلات الإجهاد النموذجية بين 10⁻⁸ و10⁻³ ثانية⁻¹ ، وتتراوح القيم الشائعة لدراسات تشقق التآكل الإجهادي بين 10⁻⁵ و10⁻⁷ ثانية⁻¹ . يتيح المعدل البطيء وقتًا كافيًا للتفاعلات البيئية (مثل التآكل، وانتشار الهيدروجين، وتدهور طبقة التخميل) للتأثير على تكوين الشقوق وانتشارها، وهي تأثيرات قد لا تظهر في الاختبارات الأسرع.
تتأثر المواد بمعدل الإجهاد: إذ يمكن أن تختلف قوتها وليونتها وأنماط فشلها بشكل كبير مع معدل التشوه.
في اختبارات الشد التي أُجريت على الفولاذ الطري بمعدلات إجهاد منخفضة، لاحظ الباحثون اختلافات في مقاومة الخضوع، ومقاومة الشد القصوى، والاستطالة المنتظمة، وذلك تبعًا لمعدل الإجهاد المحدد ضمن نطاق الإجهاد المنخفض. حتى تصميمات العينات غير القياسية يمكن أن تُعطي نتائج قابلة للتكرار لهذه الخصائص.
تساعد معدلات الإجهاد المنخفضة للبوليمرات والمواد المركبة على محاكاة ظروف الخدمة طويلة المدى (على سبيل المثال، التسخين البطيء في لوحة القيادة في السيارة)، بينما هناك حاجة إلى سرعات عالية لنمذجة التصادم.
تتبع اختبارات معدل الإجهاد البطيء عمومًا الخطوات التالية:
تُجرى الاختبارات عادةً في كلٍّ من الوسط المتفاعل وفي وسط مرجعي خامل للمقارنة (مثل الهواء أو الأرجون). ويشير الانخفاض الملحوظ في الليونة في الوسط إلى قابلية المادة للتشقق الناتج عن تآكل الإجهاد أو التقصف الهيدروجيني.
يُعد اختبار معدل الإجهاد البطيء المتذبذب نوعًا مختلفًا يقوم بتعطيل الأغشية السلبية الواقية بشكل متكرر عن طريق إضافة دورات تحميل صغيرة حول نقطة الخضوع، مما يجعله أكثر فعالية لتقييم المتانة على المدى الطويل في السبائك مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك النيكل.
المعايير التي توجه اختبار قوة الشد البطيء هي كما يلي:
تتمثل مجالات التطبيق الرئيسية لطريقة اختبار معدل الإجهاد البطيء فيما يلي:
على سبيل المثال، في الأبحاث النووية، أظهر اختبار معدل الإجهاد البطيء في مياه مفاعل الماء المضغوط المحاكى عند حوالي 7,4 × 10⁻⁷ ثانية⁻¹ تصلب الإشعاع الذي يصل إلى التشبع عند حوالي 10 ديسي باسكال، وانخفاض الليونة عند الجرعات العالية، والانقسام العرضي أو التصدع بين الحبيبات.
مزايا هذه الطريقة هي كالتالي:
لكن هذه الطريقة لها بعض القيود:
على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، والمساعدة في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات اختبار معدل الإجهاد المنخفض (SSRT) للشركات.
يمكنك أن تطلب منا ملء النموذج الخاص بنا للحصول على موعد ، أو للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً أو لطلب تقييم.
