耐急冷耐急熱要求檢測
耐急冷急熱性能(又稱抗熱震性或熱沖擊性能)是評價材料在溫度急劇變化環(huán)境下抵抗開裂、變形或失效能力的關(guān)鍵指標(biāo)。該性能對于在溫差劇烈變化的工況下使用的材料至關(guān)重要,例如陶瓷、玻璃、耐火材料、建筑構(gòu)件、發(fā)動機部件、炊具、電子封裝材料以及航空航天部件等。這類材料在使用過程中可能會反復(fù)經(jīng)歷從高溫到低溫(如冷熱交替、驟冷驟熱)的劇烈溫度變化,內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力。若材料的抗熱震能力不足,則極易產(chǎn)生裂紋、剝落甚至整體破碎,導(dǎo)致失效,不僅影響使用壽命,還可能引發(fā)安全隱患。因此,針對特定材料和應(yīng)用場景,依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行嚴(yán)格、科學(xué)的耐急冷急熱檢測,是確保產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的必要環(huán)節(jié)。
主要檢測項目
耐急冷急熱性能檢測的核心項目通常包括:
- 熱震循環(huán)次數(shù):在設(shè)定的溫差下,材料經(jīng)歷多少次急冷急熱循環(huán)后才出現(xiàn)可見裂紋、強度顯著下降或失效(如破碎)。
- 臨界溫差:材料在單次或有限次數(shù)的熱震循環(huán)中,不發(fā)生破壞所能承受的最大起始溫度與冷卻介質(zhì)溫度之間的差值(ΔT)。
- 強度保持率:材料經(jīng)歷指定次數(shù)或指定溫差的熱震循環(huán)后,其剩余強度(如抗折強度、抗壓強度)與初始強度的比值。
- 表面形貌觀察:通過肉眼或顯微鏡(光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡)觀察熱震循環(huán)后材料表面的變化,如裂紋形態(tài)、密度、長度、擴展情況以及剝落、粉化等現(xiàn)象。
- 殘余應(yīng)力分析(可選):評估熱震后材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的分布和大小,有助于理解失效機理。
常用檢測儀器
進行耐急冷急熱檢測通常需要以下關(guān)鍵設(shè)備:
- 高溫爐/馬弗爐:用于將試樣加熱到設(shè)定的高溫(Thot)。要求控溫精度高、均溫性好。
- 淬冷槽/冷卻裝置:用于容納冷卻介質(zhì)(如水、油、空氣、液氮等),接收從高溫取出的試樣進行快速冷卻。需具備溫度控制和(對于液體介質(zhì))攪拌功能,確保冷卻介質(zhì)溫度均勻恒定,并符合標(biāo)準(zhǔn)要求的冷卻方式(如水淬、風(fēng)冷)。
- 試樣轉(zhuǎn)移裝置:用于快速、平穩(wěn)地將試樣從高溫爐轉(zhuǎn)移到冷卻介質(zhì)中。自動化設(shè)備(如機械臂)可以保證轉(zhuǎn)移時間短(通常在幾秒內(nèi)完成)、位置精確,減少人為誤差,提高重復(fù)性。
- 恒溫箱/干燥箱:用于在熱震循環(huán)之間或測試后干燥、儲存試樣。
- 材料力學(xué)試驗機:用于測試熱震前后試樣的抗折強度、抗壓強度等力學(xué)性能。
- 顯微鏡(光學(xué)/電子):用于觀察和記錄熱震后試樣表面的微觀損傷(裂紋、剝落等)。
- 溫度控制系統(tǒng)與記錄儀:精確控制爐溫、冷卻介質(zhì)溫度,并記錄實際的溫度參數(shù)。
典型檢測方法
耐急冷急熱檢測的核心方法是熱震循環(huán)法,主要步驟如下:
- 試樣準(zhǔn)備:按標(biāo)準(zhǔn)要求制備規(guī)定尺寸和形狀(如條形、圓柱形、片狀)的試樣,確保表面無缺陷。測量初始尺寸和重量(若需要)。如需測試強度,需先測試初始強度(對比樣)。
- 設(shè)定參數(shù):根據(jù)材料特性和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,設(shè)定高溫(Thot)、冷卻介質(zhì)溫度(Tcold)、保溫時間(試樣在高溫和低溫下的保持時間)、轉(zhuǎn)移時間(從爐內(nèi)到完全浸入冷卻介質(zhì)的時間)、冷卻時間(在冷卻介質(zhì)中的時間)以及需要進行的循環(huán)次數(shù)(N)。
- 進行熱震循環(huán):
- 將試樣放入高溫爐中加熱至Thot,并保溫規(guī)定時間(確保試樣整體達到設(shè)定溫度)。
- 在規(guī)定的時間內(nèi)(通常非常短,如5-10秒),將試樣快速、完整地投入或置于設(shè)定好溫度的冷卻介質(zhì)(如水槽)中。
- 在冷卻介質(zhì)中保持規(guī)定的時間(確保試樣冷卻至接近介質(zhì)溫度)。
- 取出試樣,放入恒溫箱干燥或放置至室溫。此為一個完整循環(huán)。
- 觀察與記錄:在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)后(如每隔5次、10次或最終達到預(yù)設(shè)次數(shù)N),取出試樣。
- 檢查試樣表面是否出現(xiàn)裂紋、剝落、破碎等失效現(xiàn)象,記錄首次出現(xiàn)失效的循環(huán)次數(shù)。
- 可用顯微鏡詳細觀察裂紋形態(tài)和擴展情況。
- 若需要,清洗、干燥試樣后,測量其尺寸、重量變化,并測試其剩余強度(抗折或抗壓)。
- 結(jié)果判定:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,判定試樣是否合格。判定依據(jù)通常包括:
- 是否在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)內(nèi)出現(xiàn)裂紋或失效。
- 強度保持率是否達到規(guī)定的最低值。
- 表面裂紋的尺寸、數(shù)量是否超出限定值。
破壞性溫差法也是一種常用方法:在單次熱震循環(huán)(或少數(shù)幾次循環(huán))中,逐漸提高起始溫度Thot(保持冷卻介質(zhì)溫度不變),直至試樣破壞,此時的溫差(Thot - Tcold)即為該材料的臨界破壞溫差(ΔTc)。
常用檢測標(biāo)準(zhǔn)
耐急冷急熱性能的檢測遵循多種國際、國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具體選擇取決于材料類型和應(yīng)用領(lǐng)域:
- 國際/通用標(biāo)準(zhǔn):
- ISO 10545-9: 陶瓷磚 - 第9部分:抗熱震性的測定 (常用水淬法)
- ISO 10545-14: 陶瓷磚 - 第14部分:抗裂性的測定 (針對釉面磚,常在熱震后擦滲透劑檢查裂紋)
- ISO 28703: 精細陶瓷(高級陶瓷,高技術(shù)陶瓷) - 陶瓷材料抗熱震性能的試驗方法 (提供了多種方法)
- ASTM C1525: Standard Test Method for Determination of Thermal Shock Resistance for Advanced Ceramics by Water Quenching (水淬法)
- ASTM C1171: Standard Test Method for Quantitatively Measuring the Effect of Thermal Shock and Thermal Cycling on Refractories (耐火材料)
- ASTM C484: Standard Test Method for Thermal Shock Resistance of Glazed Ceramic Wall Tile (釉面墻磚)
- 中國國家標(biāo)準(zhǔn) (GB):
- GB/T 3298: 日用陶瓷器抗熱震性測定方法
- GB/T 3810.9: 陶瓷磚試驗方法 第9部分:抗熱震性的測定 (等同采用ISO 10545-9)
- GB/T 3810.14: 陶瓷磚試驗方法 第14部分:耐污染性的測定 (常與抗裂性/熱震性結(jié)合)
- GB/T 30873: 耐火材料 抗熱震性試驗方法 (包含水急冷法、空氣急冷法等)
- GB/T 26074: 汽車用高強度冷連軋鋼板及鋼帶 第4部分:抗熱沖擊性能試驗方法 (針對汽車板)
- 行業(yè)/特定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):
- 建筑玻璃、汽車玻璃、炊具(如壓力鍋、炒鍋)、電子陶瓷基板、發(fā)動機渦輪葉片等均有特定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),通常會規(guī)定具體的溫差、循環(huán)次數(shù)、冷卻
CMA認(rèn)證
檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書
證書編號:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS認(rèn)可
實驗室認(rèn)可證書
證書編號:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO認(rèn)證
質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書
證書編號:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日