[发明专利]一种截面直径2-10mm钢丝静态拉伸试样制样方法及装置

说明书

本发明公开了一种截面直径2‑10mm钢丝静态拉伸试样制样方法及装置，包括圆桶和桶盖，圆桶内底侧中部设置有盲锥孔，其桶壁为空腔，上端设置有桶盖，桶盖中部设置有通孔，并设置有浇注口，下侧设置有向下凸起的弧形过渡面，空腔外壁上设有进水口和出水口，将拉伸试样一端竖直放置在制样装置中，并向空腔内通冷却水，浇注熔化的Sn金属凝固。本发明具有通用性，采用在圆桶外进行冷却可将金属Sn溶液凝固的时间宿短，同时避免了熔化的金属Sn溶液温度过高对金属材料的组织产生影响，并且桶体中锥形的盲锥孔对金属材料进行自定位，具有定位准确，保证周围凝固的Sn金属厚度均匀性，并且还具有结构简单、装置轻便小巧、装卸方便、制作成本低、省时省力等优点。

技术领域

本发明涉及一种截面直径2-10mm钢丝静态拉伸试样制样方法及装置，属于材料分析测试金属材料样品制备技术领域。

背景技术

单向拉伸试验是金属力学性能的重要试验方法，通过该试验可以测定屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率，但是对于截面直径为2-10mm的钢丝因直径太小无法进行机加为标准试样，并且采用直接夹持钢丝的方法容易造成夹持部位断裂或损坏而无法准确获得常规力学性能指标，更无法获得准确的应力、应变数值，测试数据不准确和不可靠，精度较差，从而使求解加工指数更加困难，很难获得有效数据指导钢丝、钢绳企业生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种截面直径2-10mm钢丝静态拉伸试样制样方法及装置，可以用于截面直径为2-10mm的钢丝拉伸试样，具有通用性，耗时短，夹持不易损坏，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种截面直径2-10mm钢丝静态拉伸试样制样方法，包括以下步骤：

（1）装样：将截面直径2-10mm钢丝一端穿过制样装置的桶盖中心后抵靠在圆桶底侧中部，桶盖底部设置为弧形过渡面；

（2）制浇注液：将低熔点金属Sn放入石墨坩埚中通过箱式炉加热到232℃以上使其熔化；

（3）将步骤（2）熔化的金属Sn溶液通过浇注口浇注到步骤（1）中的圆桶中，布满金属材料的周围，待金属材料周围的金属Sn凝固后，将其从制样装置中取出，得到钢丝拉伸材料试样一端完成制样；

（4）将步骤（3）中取出的钢丝另一端重复步骤（1）-（3）中工艺完成钢丝拉伸材料试样的制样；

（5）将步骤（4）中制得的钢丝试样打磨弧形过渡面，直到与中部钢丝平滑过渡。

优选的，在制样前，在所述制样装置的圆桶和桶盖的内侧涂敷脱模材料层，从而防止金属Sn溶液和制样装置凝固在一起，方便脱模。

优选的，在制样装置的圆桶底部中心设置有定位钢丝的盲锥孔和桶盖中心设置有通孔，钢丝穿过通孔顶靠在盲锥孔中，盲锥孔和通孔竖直方向保持同轴，确保截面在2-10mm的金属材料固定在制样装置圆桶的中心，从而使金属材料样品周围凝固的金属Sn的厚度均匀。

优选的，在上述制样装置圆桶的桶壁设置通入冷却水的空腔，在所述步骤（3）中通入冷却水对浇注的金属Sn进行冷却凝固，当熔化的金属Sn溶液浇入金属材料周围时，空腔的冷却水立即将圆桶内金属Sn溶液的温度降低使其凝固，从而避免熔化的金属Sn溶液温度过高对金属材料的微观组织产生影响，同时加快了金属Sn溶液凝固的速度，缩短实验时间。

一种截面直径2-10mm钢丝静态拉伸试样制样装置，包括圆桶和桶盖，所述圆桶内底侧中部设置有放置试样的盲锥孔，上端设置有桶盖，其桶壁为中空结构的空腔，所述桶盖中部设置有穿过试样的通孔，并在桶盖上设置有浇注口，下侧设置有向下凸起的弧形过渡面，所述空腔包括外壁和内壁，所述外壁上设有连通空腔的进水口和出水口。

优选的，上述桶盖与圆桶间通过螺纹连接，可快速的进行安装，操作方便快捷。