Стандартен метод за изпитване на якост на огъване на усъвършенствана керамика ASTM C1161 при околна температура

Стандартен метод за изпитване на якост на огъване на усъвършенствана керамика ASTM C1161 при околна температура

Стандартният метод за изпитване ASTM C1161 за якост на огъване на усъвършенствани керамични материали при околна температура, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM) , описва метод за изпитване за определяне на якостта на огъване на усъвършенствани керамични материали при околна температура. Както е показано в стандарта, стандартни са четириточкови, 1/4-точкови и триточкови натоварвания с посочените отвори. Използват се правоъгълни образци с посочените размери на напречното сечение с посочените комбинации и свойства на образеца и приспособление.

Стандартен метод за изпитване на якост на огъване на усъвършенствана керамика ASTM C1161 при околна температура

Образците за изпитване могат да бъдат с размери от 3 x 4 x 45 до 50 mm, изпитвани в четириточкови или триточкови приспособления с външен хлабина 40 mm. Като алтернатива могат да се използват образци за изпитване и отвори за приспособления с половин или двоен размер на тези размери. Методът позволява изпитване на машинно обработени или изпечени образци за изпитване. Включени са различни опции за подготовка за обработка: обработка, съобразена с приложението, обичайна процедура или специфицирана стандартна процедура. Този метод описва апаратурата, изискванията към образеца, процедурата за изпитване, изчисленията и изискванията за докладване. Методът за изпитване е приложим за монолитна или армирана с частици или нишки керамика. Може да се използва и за стъкла. Този стандарт не се прилага за керамични композити, армирани с непрекъснати влакна.

Този метод за изпитване може да се използва за разработване на материали, контрол на качеството, характеризиране и генериране на данни за проектиране. Този метод за изпитване е предназначен за употреба с керамика с якост 50 MPa или повече.

Напрежението на огъване се изчислява въз основа на проста теория на гредите, като се приема, че материалът е изотропен и хомогенен, модулите на еластичност при опън и натиск са еднакви и материалът е линейно еластичен. Средният размер на зърната не трябва да надвишава една петдесета от дебелината на гредата. Предположението на стандарта за хомогенност и изотропия изключва използването на този тест за керамика, армирана с непрекъснати влакна.

Якостта на огъване на набор от изпитвани образци се влияе от различни параметри, свързани с процедурата на изпитване. Тези фактори включват скоростта на натоварване, изпитвателната среда, размера на образеца, подготовката на образеца и изпитвателните приспособления. Размерите на образците и приспособленията бяха избрани така, че да се осигури баланс между практическите конфигурации и произтичащите от това грешки.

Накратко, този стандарт предоставя процедури за изпитване за определяне на якостта на огъване на съвременни керамични материали, които обикновено са крехки и изискват специализирани методи за изпитване поради липса на пластичност и висока твърдост.

Целта на този стандарт е да стандартизира методологията за измерване на модула на скъсване (якост на огъване) на монолитна съвременна керамика. Този стандарт е специално разработен, за да отчете уникалното механично поведение на керамиката под напрежение, по-специално нейната чувствителност към дефекти и повърхностни условия.

ASTM C1161 е приложим при стайна температура и се използва най-често за:

  • Контрол на качеството
  • Научноизследователска и развойна дейност
  • Сравнение на материалите
  • Генериране на данни за проектиране на структурни керамични компоненти

Този стандарт определя три препоръчителни конфигурации на образците:

  • Тип А: Правоъгълна пръчка със съотношение между разстоянието и дълбочината 10:1, обикновено използвана при четириточкови тестове.
  • Тип B: Правоъгълна пръчка със съотношение между разстоянието и дълбочината 20:1, обикновено използвана за триточково огъване.
  • Тип C: По-къс правоъгълен прът със съотношение между разстоянието и дълбочината 10:1 за по-малки проби или ограничена наличност на материали.

Прътите се тестват с полирани или шлифовани повърхности, за да се симулират реални условия на употреба и да се оцени чувствителността към повърхностни дефекти.

Стандартът ASTM C1161 очертава както триточкови, така и четириточкови методи за изпитване на огъване:

  • Триточково огъване: Образецът се поддържа в две точки и се натоварва централно. Това създава максимално напрежение в едно централно място.
  • Четириточково огъване: Образецът се поддържа в две външни точки и се натоварва в две вътрешни точки. Тази конфигурация осигурява по-голяма област на постоянен момент, което помага за оценка на средната якост върху по-голяма площ.

И двата метода включват натоварване на керамичния прът с постоянна скорост, докато се получи счупване. Якостта на огъване се изчислява от силата на счупване, размерите на образеца и конфигурацията на изпитването.

Основните параметри, оценявани в този стандарт, са:

  • Якост на огъване (модул на разкъсване): Максималното напрежение, което материалът може да издържи по време на огъване преди счупване.
  • Анализ на произхода на фрактурата: Често се извършва изследване на повърхностите на фрактурата на материалите, за да се определи точката на начало на фрактурата, което предоставя информация за дефекти или слабости на материала.

Стандартът ASTM C1161 е жизненоважен в индустрии, където керамиката се използва в структурни приложения. Например

  • Аерокосмическа индустрия (напр. лопатки на турбини, термични бариери)
  • Медицински (напр. зъбни и ортопедични импланти)
  • Електроника (напр. изолатори, субстрати)
  • Автомобилна индустрия (напр. компоненти на двигателя)

Чрез използването на последователен и повтаряем метод за тестване, инженерите и материалознанието могат уверено да сравняват характеристиките на материалите, да следят качеството на производството и да валидират проектните допускания.

В обобщение, стандартът ASTM C1161 предоставя критична основа за оценка на механичната надеждност на съвременните керамични материали.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги по тестване в съответствие със стандарта „ASTM C1161 Стандартен метод за изпитване на якост на огъване на усъвършенствана керамика при околна температура“.

WhatsApp