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產(chǎn)品優(yōu)勢：

•  全國儀器儀表名牌產(chǎn)品

•  全國國家級企業(yè)技術(shù)中心

•  全國儀器精品工程企業(yè)

•  全國先進(jìn)的儀器制造企業(yè)

 

1、原理

儀器 化壓入 通過(guò)在材料同一個(gè)位置連續加載 / 卸載測量出的載荷和深度，繪制成載荷-深度曲線(xiàn)。真應力值和真應變值通過(guò)數學(xué)理論公式由載荷和深度計算而來(lái)。壓頭在下壓的過(guò)程中材料會(huì )在壓痕區域產(chǎn)生彈塑性變形。屈服強度可以從應力-應變曲線(xiàn)上彈性線(xiàn)與塑性曲線(xiàn)的交點(diǎn)計算得出，抗拉強度利用張力不穩定的理論計算得出。

 

斷裂韌性基于臨界壓痕能量模型則是基于臨界壓痕能量模型，即當壓痕深度到達臨界壓痕深度時(shí)曲線(xiàn)與XY軸所截的面積通過(guò)模擬計算后得出斷裂韌性。

   

儀器 化壓入測拉伸性能 原理圖

2、 儀器化壓入法 的優(yōu)勢

 

■儀器 化壓入儀 能 做什么？

可 針對實(shí)驗室毫微試樣，服役材料或構件 進(jìn)行屈服強度、拉伸強度、殘余應力、彈性模量、硬度、斷裂韌性等性能的評估 與檢測。

 

■有何特點(diǎn)？

微損（壓入 深度最大 150um）在役檢測材料屈服強度、拉伸強度、硬度、殘余應力、斷裂韌性；可以檢測不同區域的力學(xué)性能，例如焊接區域的母材、熱影響區、焊縫等         

        

■精度 怎么樣？

定量力學(xué)分析，測試數據非常精確，和破壞性檢測結果接近，偏差小于5%。

 

■有無(wú) 標準？

GB/T39635-2020《金屬材料 儀器化壓入法測定壓痕拉伸性能和殘余應力》

ISO14577:1-2015 《 金屬材料 硬度和材料參數的儀器化壓入試驗 第1部分：試驗方法 》

ISO14577:2-2015 《 金屬材料 硬度和材料參數的儀器化壓入試驗 第1部分：試驗機的檢驗和校準 》

ISOTR29381-2008《 金屬材料 儀器化壓入試驗測量機械性能-拉伸性能 》

以上 標準規范了 運用儀器壓痕技術(shù)檢測抗拉強度、殘余應力、屈服強度的標準。

 

■儀器到 現場(chǎng) 方便 攜帶嗎？

儀器主機重量5公斤，備蓄電池，方便野外作業(yè)。

 

■試驗 速度咋樣？

測試速度快。一個(gè)測試點(diǎn)從裝夾 夾具 開(kāi)始至測試數據，得到分析報告以及拆卸夾具為止需要30分鐘時(shí)間。

 

■試驗 成本如何？

不 破壞、不取樣、微 損，從采集數據-分析數據-出報告都是自動(dòng)完成，試驗本低。

 

■受 環(huán)境限制嗎？

不受環(huán)境，人為因素影響，野外續航 能力可到 6小時(shí)。

 

綜上， 由于非破壞性的特點(diǎn)，便攜式壓入技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一項新型的無(wú)損檢測技術(shù)。臺式結構的設備可以在實(shí)驗室中使用，便攜式的可以通過(guò)磁鐵固定在非平面部件上，比如在管道的力學(xué)性能檢測上的檢測。以其產(chǎn)品結構簡(jiǎn)單、分辨率適中、便攜性、可靠性，據預測未來(lái)可成為管道、焊縫及其他特殊部件力學(xué)性能測試的標準設備。

 

3.   產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)

3.1輸出材料的多種力學(xué)性能。 彈性模量、應力-應變曲線(xiàn)、屈服強度、抗拉強度、加工硬化指數、布氏硬度等

 

3.2 可自定義試驗參數，并且可以和測試程序、測試結果等一同保存，隨時(shí)調用。如壓頭接近試樣的速度、零點(diǎn)基準值、加載速度，卸載速度，保持時(shí)間、卸載率、返回起始位置的速度等。

 

3.3模塊化設計。 設備采用模塊化設計，壓頭可方便更換，可實(shí)現一機兩用，便攜式主機通過(guò)磁體或鏈條固定在非平面部件上，在現場(chǎng)完成檢測， 見(jiàn)圖 6.1和6.2；如將便攜式主機安裝到臺架上，則可應用于實(shí)驗室，方便操作并提高精度， 見(jiàn)圖 3.1?？梢苑奖?、快捷地更換各類(lèi)型壓頭，變換測試方法。

       

 

4. 采集 軟件

采集軟件系統基于北京時(shí)代之峰科技有限公司自主研發(fā)的TIMEC410控制器開(kāi)發(fā)平臺， 試驗過(guò)程按照流程化 Workflow 模板設計，操作簡(jiǎn)單易用，一鍵自動(dòng)完成。系統 提供原始數據一鍵導出功能，提供時(shí)間、載荷、深度原始數據。 可自定義試驗方法參數，如壓頭接近試樣的速度、零點(diǎn)基準值、加載速度，卸載速度，保持時(shí)間、卸載率、返回起始位置的速度等。

 

4.1軟件 主界面

軟件主界面集試驗操作的常用功能于一體，如：集“試驗方案建立、曲線(xiàn)繪制、數據顯示、數據處理、數據分析、試驗操作”等功能于一體。

 

   

采集軟件主界面示意圖

 

4.2 增量 循環(huán)試驗程序

按流程化試驗模板，用戶(hù)選擇新建試樣信息模塊，第一步輸入壓入試驗IIT-新建試驗信息;第二步設置各循環(huán)周期的統一目標值：如最大力、最大深度、循環(huán)次數、力控速率、深度控制速率、卸載率等指標；第三步啟動(dòng)試驗；第四步試驗數據自動(dòng)保存。

   

增量循環(huán)試驗程序示意圖

 

4.3 多種試驗曲線(xiàn)供選擇

軟件提供的試驗曲線(xiàn)種類(lèi)豐富，且可隨時(shí)在各曲線(xiàn)類(lèi)型之間進(jìn)行切換觀(guān)察。曲線(xiàn)類(lèi)型有：試驗力-時(shí)間曲線(xiàn)、試驗力-壓痕深度曲線(xiàn)、壓痕深度-時(shí)間曲線(xiàn)等。

   

試驗力-深度  

 

試驗力-時(shí)間曲線(xiàn)    

 

深度-時(shí)間曲線(xiàn)

 

4.4 安全保護裝置

當試驗力超過(guò)最大試驗力的2%-5%的設定值時(shí)過(guò)載保護，當試驗力超過(guò)設定力值時(shí)過(guò)載保護，試驗過(guò)程安全保護功能。

 

5. 基于Excel-VBA的數據分析軟件

針對目前在結構、容器、海工、石化等領(lǐng)域大量應用的低合金高強鋼板，分析軟件著(zhù)重對屈服強度進(jìn)行了個(gè)性化定制。由于傳統儀器化壓入反求拉伸性能僅可預測基于冪指數H ollomon 關(guān)系的屈服點(diǎn)指標，如R p0.2 與R eL， 分析軟件結合了I SO 標準H ollomon 與美國橡樹(shù)嶺A BI-Meyer 雙屈服模型，具備針對不同工藝材料，其屈服-抗拉強度預測的自迭代、自學(xué)習、自校準。

軟件還集成了在國內應用較廣的布氏硬度-強度半經(jīng)驗轉換器，通過(guò)全局迭代自逼近后的加工硬化指數（n值）估測材料屈強比以及強度值。

5.1 拉伸性能分析模塊

分析軟件包滿(mǎn)足 GB/T39635-2020、 ISO/TR 29381與 KS B 0950 標準要求，可對儀器化壓入儀自動(dòng)獲得的增量循環(huán)加/卸載對應的力-深度曲線(xiàn)進(jìn)行模型化重構。通過(guò)多變量?jì)?yōu)選擬合反演真應力-真應變曲線(xiàn)。進(jìn)而獲得可與單軸拉伸試驗對應的非破壞性壓痕拉伸性能結果，包括屈服、抗拉、模量與加工硬化性能等

 

儀器化壓入儀數據分析接口 ， 模型化重構

      

 

 

高通量性能報告區，提供無(wú)限拓展的材料卡片，實(shí)現屈服強度自識別、自學(xué)習。

 

5   .2斷裂韌性分析模塊

在拉伸模塊的基礎上以插件的形式提供了兩類(lèi)有關(guān)斷裂韌度的預報技術(shù)。一類(lèi)是專(zhuān)業(yè)化分析包，基于國際上普遍認可的 “ 等效能量 - 累計損傷 - 臨界模量 ” 模型，通過(guò)  J 積分斷裂能經(jīng)平面應變轉化得到  Kjc 指標。另一類(lèi)，則是通過(guò)拉伸性能的強塑積指標基于 “ 臨界斷裂應力 - 應變法 ” 快速估算斷裂韌度因子  Kjc 。目前  ICE V7 可選斷裂韌度插件包括研究型  CIE （界壓入能法）、 CIS （等效壓入應力法）與工程型  CSS( 等效應力應變法 ) 算法模型。

 

5.3 拉伸 性能 數據 輸出結果

The results according to GB/T 39635-2020

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1. Brief summary

n Value= 0.17

K Value (MPa)= 2110

E modulus (GPa)= 203

Convert HB= 390.7

GB-Rp (MPa)= 897

GB-Rm (MPa)= 1317

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2. Yield strength info.

Iteration Rp (MPa)= 810

KSB Rp (MPa)= 955

Meyer Rp (MPa)= 903

HB to Rp (MPa)= 863

ISO/HB Corr. Rp (MPa)= 897

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3. Tensile strength info.

HB to Rm (MPa)= 1267

ISO Rm (MPa)= 1317

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4. Meyer parameters

Meyer Coeff.(MPa) = 4104.15

Meyer Slope= 0.22

Meyer offset= 0

5.4    圖形化 輸出結果

   

6、技術(shù)參數

 

7.現場(chǎng) 附件 ：