类别。压痕|屈服强度和疲劳
钢和铝的屈服强度和拉伸强度
使用压痕测量屈服强度和极限拉伸强度的重要性
传统上,屈服强度和极限拉伸强度的测试是使用大型拉伸试验机,需要巨大的力量来拉开测试样品。为一种材料适当地加工许多测试券,而每个样品只能测试一次,这既费钱又费时。样品中的小缺陷会在测试结果中产生明显的差异。市场上不同配置和排列的拉伸试验机往往导致测试力学和结果的巨大差异。
测量目标
在这个应用中,Nanovea 机械测试仪 测量不锈钢 SS304 和铝 Al6061 金属合金样品的屈服强度和极限拉伸强度。选择样品是因为其普遍认可的屈服强度和极限拉伸强度值,显示了 Nanovea 压痕方法的可靠性。
测试过程和程序
屈服强度和极限拉伸强度测试是在Nanovea机械测试仪上进行的。 显微压痕 模式。一个直径为200μm的圆柱形扁平金刚石尖端被用于这一应用。SS304和Al6061合金因其广泛的工业应用和公认的屈服强度和极限拉伸强度值而被选中,以显示压痕方法的巨大潜力和可靠性。在测试前,样品被机械地打磨成镜面状,以避免表面粗糙或缺陷对测试结果的影响。测试条件列于表1。每个样品都进行了十次以上的测试,以确保测试值的可重复性。
结果和讨论
SS304和Al6061合金样品的载荷-位移曲线显示在图3中,测试样品上的平面压头印记被插入。使用Nanovea开发的特殊算法分析 "S "形加载曲线,计算屈服强度和极限拉伸强度。数值是由软件自动计算的,如表1所示。通过传统的拉伸试验获得的屈服强度和极限拉伸强度值被列出来进行比较。
总结
在这项研究中,我们展示了 Nanovea Mechanical Tester 评估不锈钢和铝合金板材样品的屈服强度和极限拉伸强度的能力。简单的实验设置显着减少了拉伸测试所需的样品制备时间和成本。小压痕尺寸使得可以对一个样品进行多次测量。该方法允许对小样本和局部区域进行YS/UTS测量,为YS/UTS测绘和管道或汽车结构的局部缺陷检测提供解决方案。
Nanovea 机械测试仪的纳米、微观或宏观模块均包括符合 ISO 和 ASTM 的压痕、划痕和磨损测试仪模式,可在单个系统中提供最广泛、最用户友好的测试范围。 Nanovea 无与伦比的系列是测定薄或厚、软或硬涂层、薄膜和基材的全方位机械性能的理想解决方案,包括硬度、杨氏模量、断裂韧性、附着力、耐磨性等。此外,除了粗糙度等其他表面测量之外,可选的 3D 非接触式轮廓仪和 AFM 模块还可用于压痕、划痕和磨损轨迹的高分辨率 3D 成像。
现在,让我们来谈谈你的申请
循环纳米压痕应力-应变测量
循环纳米压痕应力-应变测量
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纳米压痕的重要性
通过以下方式获得的连续刚度测量(CSM) 纳米压痕 用微创的方法揭示材料的应力-应变关系。与传统的拉伸测试方法不同,纳米压痕提供纳米级的应力-应变数据,而不需要大型仪器。应力-应变曲线提供了关于样品在承受越来越大的载荷时弹性和塑性行为之间的阈值的关键信息。CSM提供了在没有危险设备的情况下确定材料的屈服应力的能力。
纳米压痕提供了一种可靠的和用户友好的方法来快速调查应力-应变数据。此外,在纳米尺度上测量应力-应变行为使研究材料中的小涂层和颗粒的重要特性成为可能,因为它们变得更加先进。除了硬度、弹性模量、蠕变、断裂韧性等,纳米压痕还能提供弹性极限和屈服强度的信息,使其成为一种多功能的计量仪器。
在这项研究中,纳米压痕提供的应力-应变数据确定了材料的弹性极限,同时只进入了1.2微米的表面。我们使用CSM来确定材料的机械性能是如何随着压头进入表面的深度而发展的。这在薄膜应用中特别有用,因为其特性可能取决于深度。纳米压痕是一种确认测试样品中材料特性的微创方法。
CSM试验在测量材料特性与深度的关系方面很有用。循环试验可以在恒定载荷下进行,以确定更复杂的材料特性。这对于研究疲劳或消除孔隙率的影响以获得真正的弹性模量是很有用的。
测量目标
在这个应用中,Nanovea机械测试仪使用CSM来研究硬度和弹性模量与深度的关系以及标准钢样品的应力-应变数据。钢被选择为其普遍认可的特性,以显示纳米级应力-应变数据的控制和准确性。一个半径为5微米的球形尖端被用来达到足够高的应力,超过钢的弹性极限。
测试条件和程序
使用了以下压痕参数。
结果。
振荡过程中负载的增加提供了以下深度与负载的曲线。在加载过程中进行了100多次振荡,以找到压头穿透材料时的应力-应变数据。
我们从每个周期获得的信息中确定应力和应变。每个周期的最大载荷和深度使我们能够计算出每个周期施加在材料上的最大应力。应变是由每个周期的部分卸载后的残留深度计算出来的。这使我们可以通过除以尖端的半径来计算残留印记的半径,从而得到应变系数。绘制材料的应力与应变的关系图显示了弹性区和塑性区以及相应的弹性极限应力。我们的测试确定材料的弹性区和塑性区之间的过渡是在0.076左右的应变,弹性极限为1.45GPa。
每个周期作为一个单一的压痕,所以当我们增加负载时,我们在钢中的不同控制深度进行测试。因此,硬度和弹性模量与深度的关系可以直接从每个周期获得的数据中绘制出来。
随着压头进入材料,我们看到硬度增加,弹性模量减少。
总结
我们已经证明Nanovea机械测试仪提供可靠的应力-应变数据。使用带有CSM压痕的球形尖端,可以在增加的应力下进行材料性能测量。负载和压头半径可以改变,以便在受控深度测试各种材料。Nanovea机械测试仪提供这些压痕测试,从亚mN范围到400N。
使用微压痕的3点弯曲测试
在这个应用中,Nanovea 机械测试仪, 在 显微压痕 模式,用于测量各种尺寸的棒状样品(面条)的抗弯强度(使用3点弯曲),以显示一系列的数据。选择了2种不同的直径来展示弹性和脆性特征。使用平头压头施加点载荷,我们确定了刚度(杨氏模量),并确定了样品会断裂的临界载荷。
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