[发明专利]一种高温拉伸夹具

说明书

技术领域

本发明公开了一种拉伸夹具，具体涉及一种用于测试管材试样在高温环境下的规定非比例延伸强度Rp0.2 等高温拉伸性能等的测试设备上的拉伸夹具。

背景技术  

随着高温合金、钛合金等管材在航空、航天、能源、电气、化工、 交通运输和医学等领域的广泛应用，研究其在高温环境中的力学性能显得越来越重要。

众所周知，准确、可靠和稳定地测定金属管材的高温拉伸性能是极其困难的，主要是由于金属管材本身的局限性(包括材料在高温下受力时发生打滑现象等)及高温环境的特殊性所致。目前国内外试验机厂提供的普通管材高温拉伸夹具一般在高温下易打滑，造成拉伸曲线的弹性直线段变形，出现“假屈服”现象，导致无法准确测定规定非比例延伸强度Rp0.2 。而应用于航天等领域的金属材料对于其工作时的变形有着严格的要求，因此一旦测定的管材规定非比例延伸强度Rp0.2有误，将造成无法想象的后果。

现有的夹具主要由顶杆、套筒和安装在套筒中的若干夹持瓦组成，主要易产生如下缺陷：（1）夹持不可靠：在加持过程中，夹持瓦的分布状态不均匀，易产生两片夹持瓦靠拢在一起，限制了这两片夹持瓦在拉伸过程中随着负荷的增加，作轴向移动和径向移动，导致静摩擦力3Ff <F，；夹持瓦不在同一个平面内，其中一片已明显向试件拉伸方向移动，正由于其中两片夹持瓦靠拢在一起，不能随拉伸的进行作轴向、径向移动，为了保持力的平衡，剩余那片夹持瓦仍在移动中，并且必须增大移动量保证试件的夹持，导致夹持瓦在套筒中，最后出现了三片夹持瓦不在同一个平面的现象；在试件夹持端留有明显的条形划痕，这是试件在不可靠夹持状态下，试验过程中相对夹持瓦出现滑移，夹持瓦上的牙齿在试件表面留下的划痕，表明试件在夹具中出现了滑移。（2）、夹持范围小：一套夹具只能夹持一种直径的试件。

发明内容

针对上述缺陷，本发明目的是提供一种夹持有效、可靠，可杜绝试件打滑且夹持范围大的高温拉伸夹具。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一种高温拉伸夹具，用于夹持作高温拉伸性能的管材试件，包括：

一外套筒，所述外套筒具有一阶梯状连接孔；

一顶杆，安装在外套筒连接孔小孔径一端，可在连接孔中移动并定位；

一内套筒，所述内套筒底端安装在外套筒连接孔大孔径一端，具有一安装孔，所述安装孔圆周边缘具有一组导向槽，所述导向槽底部与孔中心轴的夹角大于0°；

一组与导向槽数量相同的夹持瓦，所述夹持瓦具有安装部和夹紧部，所述安装部与所述导向槽相配合安装，所述安装部底边的斜度与导向槽底边斜度一致，所述夹紧部具有与试件相接触的弧形夹紧面。

在本发明的一种优选实施例中，所述导向槽底边呈圆弧状，所述圆弧与所述安装孔同圆心。

在本发明的一种优选实施例中，所述夹角范围为3°～8°。

在本发明的一种优选实施例中，所述顶杆顶端中心具有一盲孔，所述盲孔直径大于等于所述夹具所能夹持试件的最大直径。

在本发明的一种优选实施例中，所述一组夹持瓦为3个。

在本发明的一种优选实施例中，所述夹紧面表面呈锯齿状。

在本发明的一种优选实施例中，所述顶杆与外套筒连接孔的连接为螺纹连接。

在本发明的一种优选实施例中，所述内套筒安装孔呈阶梯状，所述内套筒底端孔的孔径大于等于顶杆的直径，所述内套筒顶端孔的孔径大于等于试件的直径。

在本发明的一种优选实施例中，所述夹具材质为高温合金，其中夹持瓦的膨胀系数最小。

在本发明的一种优选实施例中，所述外套筒、顶杆、内套筒为高温合金GH4169，夹持瓦为高温合金GH4049。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）、夹持稳定：具有设计合理的导向槽，可固定夹持瓦的相对位置，限制夹持瓦移动轨迹，即夹持瓦只能沿轴向运动，不能在安装孔中沿圆周相对转动，则可避免因夹持瓦间的互相接触而导致的试件在夹具中滑移的现象；导向槽相对于孔中心轴为上小下大的锥形，沿着拉伸方向，夹紧力递增；夹持瓦的夹紧表面为锯齿状，可增加摩擦力；

（2）、夹持范围大：夹持瓦具有安装部和夹紧部，安装部为固定的结构，只需改变夹紧部的结构就可夹持不同尺寸范围的试件，即可通过安装不同规格的夹持瓦夹持不同直径范围的试件，以扩大同一套夹具的夹持范围。