[发明专利]一种板材蠕变引伸计

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属材料蠕变力学性能测试的变形测量装置，属于试验仪器领域。

背景技术

金属材料蠕变试验是在恒定温度恒定载荷下进行的一种高温拉伸试验。引伸计是金属材料蠕变力学性能试验测试中不可缺少的一部分。金属材料蠕变试验测试一般选用棒材试样进行蠕变力学性能测试，随着材料科学的发展，用棒材试样进行蠕变测试已不能满足材料设计使用需求。许多金属材料在设计使用当中需要用到板材试样的蠕变力学性能试验数据。当前国内蠕变试验测试所使用的引伸计一般都用棒材蠕变引伸计，都是一种规格的棒材试样专用一种规格的引伸计进行蠕变变形的测量，没有专门用于不同规格板材试样测试的蠕变引伸计，用现有的棒材蠕变引伸计进行试验测试已不能满足材料设计使用需求。而且当前国内使用的棒材蠕变引伸计的使用温度一般都在1100℃以下，满足不了金属高温材料测试温度在1100℃～1200℃的测试需求。

发明内容

本发明的目的在于针对板材试样蠕变力学性能测试的需求，设计提供了一种用于金属材料板材试样蠕变力学性能测试的蠕变引伸计。该引伸计的设计考虑到实际试验测试中有不同厚度和不同标距长度规格的板材试样，通过对引伸计架结构的设计，实现了一付引伸计的多功能使用。通过设计不同规格的板材试样装夹垫块，用更换板材试样装夹垫块的方法，在一付引伸计上实现了厚度为0.5mm～4mm的板材试样的蠕变试验测试；通过调整引伸计标距长度的方法，在一付引伸计上实现了标距长度为20mm～100mm板材试样的蠕变试验测试；为了满足1200℃超高温蠕变试验测试需求，对引伸计架的选用材料进行强化，选用耐高温性和抗氧化性能更优的高温合金，选用定向高温合金DZ22或单晶高温合金DD3、DD6，可用于1200℃以下的所有蠕变试验测试。而且该引伸计可以在不同型号的试验设备上通用。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

该引伸计为机械式蠕变引伸计，采用接触式测量的方式，其结构设计特征在于，该引伸计由上引伸计架，如图2所示、下引伸计架，如图3所示、变形测量传感器、板材试样装夹垫块及弹簧组成。上引伸计架由上引伸计架套环夹头、上引伸计杆、量程调节螺钉、锁紧螺母、量程调节螺钉定位支架、销柱、球架、钢珠和螺钉组成。在上引伸计架套环夹头中间有一个呈锥状的装夹套孔，在装夹套孔的内侧锥面上开有两个相对的长方体豁口，豁口宽度4.5mm；在上引伸计架套环夹头的外侧加工两个定位焊接上引伸杆的长方体豁口，该豁口与装夹套孔内侧锥面长方体豁口在一条线上；两个形状尺寸相同的上引伸杆的一端杆焊接于上引伸计架套环夹头外侧的两个长方体豁口中，两个上引伸杆焊接于上引伸计架套环夹头且两上引伸杆相互平行；在两个上引伸杆的另一端，依次以20mm为间隔加工5个带内螺纹的引伸计标距调节螺孔，选择其中两个相对的带内螺纹的引伸计标距调节螺孔用螺钉各安装一个量程调节螺钉定位支架，通过调节量程调节螺钉定位支架在上引伸杆上5个引伸计标距调节螺孔的不同相对位置使引伸计的标距与试样标距匹配，满足20mm～100mm标距板材试样的测试；在两个量程调节螺钉定位支架上各安装一个量程调节螺钉，在每个量程调节螺钉上安装有一个锁紧螺母；在两个量程调节螺钉定位支架上靠近上引伸杆的位置，各加工一个通孔，并在通孔中各固定一个销柱，且两个销柱分别与靠近的上引伸杆垂直；在两个上引伸杆上的量程调节螺钉定位支架的背面各安装一个带锥状键槽的球架，在锥状键槽中各放置一个可滚动的钢珠。下引伸计架由下引伸计架套环夹头、下引伸计杆、变形测量传感器夹持定位支架、变形测量传感器、球架、钢珠和螺钉组成。下引伸计架套环夹头的外观形状与上引伸计架套环夹头的外观形状相同，且下引伸计套环夹头中间呈锥状的装夹套孔的形状尺寸及装夹套孔内侧锥面上长方体状豁口的尺寸与上引伸计架套环夹头中间呈锥状的装夹套孔的形状尺寸及装夹套孔内侧锥面上长方体状豁口的尺寸相同，下引伸计架套环夹头外形尺寸比上引伸计架外形尺寸小，两个下引伸杆的形状尺寸相同，两个下引伸杆与下引伸计架套环夹头的定位焊接方式和上引伸杆与上引伸计架套环夹头的定位焊接方式相同；在两个下引伸杆另一端的外侧焊接两个变形测量传感器夹持定位支架，在两个下引伸杆焊接变形测量传感器夹持定位支架的背面各安装一个带锥状键槽的球架，在锥状键槽中各放置一个可滚动的钢珠。设计了一个呈半圆台状的板材试样装夹垫块，板材试样装夹垫块外侧半圆台的侧面为锥面，其锥度与套环夹头中间装夹套孔内侧锥面的锥度一致；板材试样装夹垫块外侧正对半圆台的下底面的直径端面上加工一个十字凹槽，与直径端面垂直方向的凹槽尺寸与试样厚度一致，为0.5～4mm。装夹试样时，选择与板材试样厚度匹配的板材试样装夹垫块，各用两块板材试样装夹垫块的十字凹槽夹于板材试样的上部凸耳上和板材试样的下部凸耳上，上引伸计架和下引伸计架套环夹头上的装夹套孔分别夹于板材试样上部凸耳和下部凸耳上的两块板材试样装夹垫块对接成的锥状圆台上，并保持紧密配合；通过更换板材试样装夹垫块，可装夹厚度为0.5mm～4mm的板材试样。