[发明专利]测试导体材料高温环境下单轴拉伸力学性能的试验装置

说明书

技术领域

本发明属于材料力学性能测试的技术领域。

背景技术

目前，在常温环境下，材料单轴拉伸的试验装置和试验方案已经相当成熟，对于金属材料，已经形成统一的国标《金属材料 室温拉伸试验方法》（国标号：GB/T 228-2002）；但在一些特殊的环境下，例如火箭发动机，高超声速飞行器表面，结构在这种环境下，往往经受长时间高温环境的考验。在这种环境下，材料的力学性能对结构的寿命和可靠性有着关键的作用。材料在高温环境下的单轴拉伸试验是表征材料高温力学性能的重要手段。因此，研究和设计试验装置测试材料高温环境下的力学性能对研究材料高温力学性能是必不可少的。

在专利《一种金属管材整体高温拉伸检测方法及其专用夹具》（专利公布号：CN103630447A）中，采用专用管材夹具夹持整体管材试验件，并通过连接杆将试验件装夹在试验机上，经加热和保温后，实施高温拉伸测试。这种夹具测试试样的温度低于金属的熔点，并不能测试耐高温材料（例如，陶瓷）在高于金属熔点以上温度的力学性能；并且这种夹具采用挤压夹持，容易对脆性材料造成损伤，影响后续的测试。

陈栋，郑承平提出了一种万能试验机的改造方案（万能试验机高温拉伸装置的改造升级[J].理化检验-物理分册，2010，46：650-652），在其论文中，加热装置采用对开式电阻加热炉进行辐射加热，通过控制加热装置的发热功率，实现温度的控制，这种加热方式的优点是加热炉内温度梯度较小。但是存在以下不足，采用辐射加热的方式加热试样，试验前升温和试验后降温较慢，特别对于温度高于1000度时，在测试试样较多时，效率比较低；在加热试样的同时，发热电阻首先要升到较高的温度，长时间的使用，容易照成加热电阻的老化，对温度的调节不够精准，反应不够灵敏；仪器控温是通过测试炉内环境温度实现反馈，并没有直接通过测试试样的温度，而试样温度和炉内环境的温度有偏差，这样导致对环境参数调节的不准确，存在试样误差。

徐永国也提出了一种测试金属管的高温拉伸试验方法（金属管高温拉伸试验方法的研究[J].上海钢研，1998,4:24-27），在这篇论文中，同样采用加热炉的辐射加热，优点和不足同上。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试导体材料高温环境下单轴拉伸力学性能的试验装置，是为了解决现有高温金属材料单轴拉伸的试验装置所带来的温度测量不准确及加热温度低和加热速度太慢的问题。

所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种测试导体材料高温环境下单轴拉伸力学性能的试验装置，它包括上绝缘拉力杆1、上定位销2、上绝缘垫片3、上夹具4、测温控制器5、下绝缘拉力杆6、下定位销7、下绝缘垫片8、下夹具9、测温探头10、感应线圈11、感应加热系统控制器12；

所述上夹具4为内部设置有循环水冷却水道的夹具，并在其上设置有冷却水进口4-1和冷却水出口4-2；下夹具9为内部设置有循环水冷却水道的夹具，并在其上设置有冷却水进口9-1和冷却水出口9-2；感应线圈11为铜管绕制而成，并在其管内设置有冷却水；上绝缘拉力杆1通过上绝缘垫片3与上夹具4的上端面连接；下绝缘拉力杆6通过下绝缘垫片8与下夹具9的下端面连接；当被检测试件13的上端卡夹在上夹具4的下端上，被检测试件13的下端卡夹在下夹具9的上端上时，感应线圈11间隙套在被检测试件13外测，感应线圈11的轴心线与被检测试件13的轴心线重合；上绝缘拉力杆1的轴心线与上绝缘垫片3的轴心线、上夹具4的轴心线、下绝缘拉力杆6的轴心线、下绝缘垫片8的轴心线、下夹具9的轴心线互相重合；上定位销2插在上绝缘拉力杆1上的定位销孔内，用于将上绝缘拉力杆1与拉伸机的上加力杆相连；下定位销7插在下绝缘拉力杆6上的定位销孔内，用于将下绝缘拉力杆6与拉伸机的下加力杆相连；感应线圈11的两端分别与感应加热系统控制器12的两个高频驱动输出端连接；测温探头10的侧温端远距离对被检测试件13的温度进行检测，测温探头10的温度信号输出端与测温控制器5的温度信号输入端连接。

本发明使用感应加热，感应线圈体积小，制作简单，通过螺栓与加热系统控制器相连，便于拆卸，且反应灵敏，升温较快，便于对温度的控制；在测温上，改进了传统的热电偶测温，使用非接触式测温系统，基于辐射测温原理，对试样的温度实时监测，测量准确，没有加热试样产生的电磁干扰，且不会影响到试样的测试环境。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式