[发明专利]一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉伸试样和夹具的连接结构，具体涉及一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构。

背景技术

材料的高温拉伸性能是材料重要的机械性能指标之一，是能源、航空航天、石化等领域制造企业进行高温部件选材、机械设计、制造加工的重要考核指标。高温拉伸试件由三部分组成，一是拉伸试样的工作部分，是表征合金性能的主要部位，合金的断裂设计发生在此区域内；二是过渡部分，是工作部分向外过渡的部分，此部分在进行拉伸试验的时候会产生应力集中，处理不好可能会导致试样在此处断裂而使试验失败；三是加持部分，要保证载荷能正确的加载到拉伸试样工作部分，同时在高温拉伸试验过程中不发生断裂。

目前板状金属材料的高温拉伸试样的加工和尺寸采用的为GB/T4338-2006中给出的标准。该标准中指出，对于比例试样的原始标距不小于15mm，平行长度与原始横截面积呈一定的比例关系。对于过渡段的圆弧的长度，厚度小于3mm的板材，过渡的圆弧半径至少为20mm；对于厚度等于或大于3mm的板材，矩形横截面试样的最小过渡半径不小于12mm。由于受试验机夹具的设计限制，高温拉伸试样和夹具多采用销钉等固定连接的方式，在试样加持部分和夹具的上夹头、下夹头布置相同直径的孔洞，利用销子把拉伸试样与夹具连接为一体。为避免在高温拉伸过程中试样的加持部分断裂，加持部分的长度往往较长，最终拉伸试样的长度达到100mm以上。对于非比例板状试样，虽然GB/T4338-2006标准中指出了拉伸试样的原始标距与原始横截面积无固定关系，但基本仍通过销钉等连接方式固定夹具和拉伸试样，试样的总长度仍大于50mm，且在高温时换样困难。

在进行一类难取得大尺寸(如小口径管纵向、单晶叶片)试样的性能考核时，由于受试样尺寸的限制，现有的拉伸夹具无法满足高温拉伸需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构，该连接结构能够不受式样尺寸的限制，同时满足高温拉伸需求。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括板状拉伸试样以及上夹具和下夹具，板状拉伸试样包括工作部分以及设在工作部分两端的第一、二夹持部分，上夹具的夹持端设有用于悬挂第一夹持部分的第一夹持槽；下夹具的夹持端设有用于悬挂第二夹持部分的第二夹持槽。

所述的工作部分的一端与第一夹持部分之间设有第一过渡部分，工作部分的另一端与第二夹持部分之间设有第二过渡部分。

所述的第一、二过渡部分的型线为圆弧。

所述的圆弧的角度为60℃，圆弧半径为5-7mm。

所述的第一、二夹持部分的形状为楔状，第一、二夹持槽采用与第一、二夹持部分相配合的楔形槽结构。

所述的第一、二夹持槽的槽底宽度为17-27mm，第一、二夹持槽的槽口宽度为8-12mm。

所述的第一、二夹持槽的高度为工作部分宽度的1.5倍。

所述的板状拉伸试样的厚度为2-4mm。

所述的板状拉伸试样、上夹具中的第一夹持槽和下夹具中的第二夹持槽的厚度均相同。

所述的工作部分的形状为矩形，且其宽度为3-5mm，长度为10-20mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过在工作部分两端分别设置第一、二夹持部分，上夹具的夹持端设有用于悬挂第一夹持部分的第一夹持槽；下夹具的夹持端设有用于悬挂第二夹持部分的第二夹持槽。这样就大大减小了进行高温拉伸试验所需的试样长度，且这种连接结构克服了以往销子连接所带来的高温条件下更换拉伸试样不便的问题，缩短了连续高温拉伸试验的周期，大大提高了效率拆卸不便的问题。

附图说明

图1为本发明的板状拉伸试样的结构示意图；

图2为本发明的上夹具的结构示意图；a为主视图，b为左视图；

图3为本发明用于金属材料高温拉伸性能测试的板状拉伸试样与夹具的连接结构的装配示意图；

其中，1为工作部分，2为第一过渡部分，3为第一夹持部分，4为第二夹持部分，5为第二过渡部分，6为上夹具，7为下夹具。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。