高低温试验箱测试建筑用钢实验

一、实验目的

二、实验设备

1. 高低温试验箱：具备精确的温度控制功能，能够在 - 50℃至 100℃的温度范围内稳定运行，温度波动度控制在 ±1℃以内，可满足建筑用钢的高低温测试需求。

2. 材料试验机：能够精确测量建筑用钢在不同温度下的拉伸、压缩、弯曲等力学性能，测量精度达到 ±0.5%。

3. 温度传感器：用于实时监测试验过程中建筑用钢的温度变化，精度为 ±0.1℃，确保实验温度的准确性。

4. 数据采集系统：可以采集并记录材料试验机和温度传感器的数据，具备数据存储、分析和导出功能，以便后续对实验结果进行深入研究。

三、实验材料

四、实验步骤

1. 试样准备

• 对建筑用钢试样进行外观检查，确保试样表面无明显缺陷、划痕和锈蚀。

• 使用精度为 0.01mm 的游标卡尺测量试样的尺寸，并记录相关数据。

2. 低温测试

• 将准备好的试样放入高低温试验箱中，设置试验箱温度为 - 30℃。

• 待试验箱温度稳定在设定值后，保温 2 小时，使试样内部温度均匀。

• 利用材料试验机对低温环境下的试样进行拉伸试验，加载速率设定为 0.5mm/min，直至试样断裂，记录拉伸过程中的力 - 位移曲线和断裂时的大载荷。

• 更换冲击试样，在 - 30℃下进行冲击试验，测量试样的冲击吸收能量。

3. 常温测试

• 从高低温试验箱中取出部分试样，在常温（25℃）环境下放置 24 小时，使其恢复至常温状态。

• 使用材料试验机对常温下的试样进行拉伸试验和冲击试验，试验条件与低温测试相同，记录相应的试验数据。

4. 高温测试

• 将剩余试样放入高低温试验箱，设置温度为 80℃。

• 当温度稳定并保温 2 小时后，进行拉伸试验和冲击试验，加载速率和测量参数与之前保持一致，记录高温环境下的试验数据。

五、数据处理与分析

1. 根据拉伸试验的力 - 位移曲线，计算建筑用钢在不同温度下的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。

• 屈服强度：采用图解法或指针法确定屈服点对应的载荷，除以试样的原始横截面积得到屈服强度。

• 抗拉强度：取拉伸过程中的大载荷除以原始横截面积计算得出。

• 断后伸长率：测量试样断裂后的标距伸长量，除以原始标距长度并乘以 100% 得到。

2. 分析冲击试验数据，确定建筑用钢在不同温度下的冲击吸收能量。

3. 对比建筑用钢在低温、常温、高温下的力学性能数据，绘制性能随温度变化的曲线，分析温度对建筑用钢力学性能的影响规律。

六、实验报告

1. 实验报告应包括实验目的、实验设备、实验材料、实验步骤、数据处理结果以及结论等内容。

2. 详细阐述建筑用钢在高低温环境下力学性能的变化情况，分析实验结果的可靠性和有效性。

3. 根据实验结果，提出建筑用钢在不同气候条件下使用的建议和注意事项。

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