【概述】

金屬材料在長期的熱循環(huán)作用下，容易產(chǎn)生熱疲勞現(xiàn)象，導(dǎo)致材料的性能下降和失效,本試驗方案利用高低溫沖擊試驗箱對金屬材料進行熱疲勞試驗，模擬材料在實際工作環(huán)境中的溫度變化，以評估金屬材料的熱疲勞性能和壽命，為材料的選用和設(shè)計提供依據(jù)。

【實驗/設(shè)備條件】

（一）高低溫沖擊試驗箱

1. 設(shè)備型號：TSD-36F-2P

2. 溫度范圍：+60℃ ~ +150℃

3. 溫度轉(zhuǎn)換時間：≤5s

4. 工作室尺寸：350*300*350mm

（二）其他設(shè)備

1. 硬度計：用于測量試驗前后金屬材料的硬度變化。

2. 金相顯微鏡：用于觀察金屬材料試驗前后的金相組織變化。

3. 電子萬能試驗機：用于測試金屬材料試驗后的拉伸性能。

【樣品提取】

（一）樣品來源

（二）樣品數(shù)量

【實驗/操作方法】

（一）實驗前準備

1. 對選取的金屬材料樣品進行編號，并使用砂紙對樣品表面進行打磨，去除氧化層和表面缺陷，然后用酒精清洗干凈，晾干備用。

2. 用硬度計測量每個樣品的初始硬度值，并記錄。

（二）熱疲勞試驗

1. 將準備好的金屬材料樣品放入高低溫沖擊試驗箱內(nèi)，設(shè)置試驗溫度循環(huán)程序：高溫150℃保持40min，然后在快速降溫至低溫-40℃，保持30min，此為一個熱循環(huán)周期。

2. 進行一定數(shù)量的熱循環(huán)周期，分別設(shè)置不同的循環(huán)周期數(shù)，如 100、200、300、400、500 次等。

（三）試驗后檢測

1. 熱疲勞試驗結(jié)束后，取出樣品，待樣品冷卻至室溫，使用硬度計測量樣品的硬度值，并記錄。

2. 采用金相顯微鏡觀察金屬材料樣品試驗后的金相組織，分析組織變化情況。

3. 使用電子萬能試驗機對金屬材料樣品進行拉伸試驗，測量其抗拉強度、屈服強度和延伸率等力學(xué)性能指標，并記錄。

【實驗結(jié)果/結(jié)論】

（一）實驗結(jié)果

1. 整理不同熱循環(huán)周期下金屬材料樣品的硬度變化數(shù)據(jù)，繪制硬度變化曲線。

2. 分析不同熱循環(huán)周期下金屬材料樣品的金相組織照片，描述組織變化特征。

3. 整理不同熱循環(huán)周期下金屬材料樣品的拉伸性能數(shù)據(jù)，繪制力學(xué)性能變化曲線。

（二）結(jié)論

1. 根據(jù)硬度變化曲線、金相組織變化和拉伸性能變化曲線，分析金屬材料的熱疲勞性能和壽命。

2. 確定金屬材料在高低溫沖擊下的性能衰減規(guī)律和失效機制。

【儀器/耗材清單】

（一）儀器設(shè)備

1. 高低溫沖擊試驗箱：1 臺

2. 硬度計：1 臺

3. 金相顯微鏡：1 臺

4. 電子萬能試驗機：1 臺

（二）耗材

1. 砂紙：若干

2. 酒精：若干