[发明专利]一种用于拉伸载荷下测量电化学氢渗透曲线装置

说明书

一种用于拉伸载荷下测量电化学氢渗透曲线装置，本发明涉及一种测量电化学氢渗透曲线装置，本发明为了解决现有技术中不能测量试样在弹性应变以及弹塑性综合应变下的氢渗透曲线，它包括拉伸机构、上固定板、下固定板、驱动螺杆、试件、试件上连接板、试件下连接板、第一电解池、第二电解池、计算机数据收集器、电化学分析仪、应变测量仪、恒流电源阴极电解充氢机构、恒流电源阴极电解充氢铂电极、电化学分析仪甘汞电极和电化学分析仪铂电极；本发明用于电化学氢渗透测量领域。

技术领域

本发明涉及一种测量电化学氢渗透曲线装置，具体涉及一种用于拉伸载荷下测量电化学氢渗透曲线装置。

背景技术

现有技术测量的渗透曲线是在试样没有承受外加载荷下获得，只能通过测量渗透曲线之前对材料进行拉伸至塑性变形，然后释放载荷，保留塑性应变部分，弹性部分会收缩回去，最后将材料加工成渗透试样需要的尺寸，如此并不能测量试样在弹性应变以及弹塑性综合应变下的氢渗透曲线。

发明内容

本发明为了解决现有技术中不能测量试样在弹性应变以及弹塑性综合应变下的氢渗透曲线，进而提供一种用于拉伸载荷下测量电化学氢渗透曲线装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：它包括拉伸机构、上固定板、下固定板、驱动螺杆、试件、试件上连接板、试件下连接板、第一电解池、第二电解池、计算机数据收集器、电化学分析仪、应变测量仪、恒流电源阴极电解充氢机构、恒流电源阴极电解充氢铂电极、电化学分析仪甘汞电极和电化学分析仪铂电极；试件上连接板和试件下连接板为弯板，试件为‘工’字形板，试件上连接板的一端通过螺钉固定安装在拉伸机构的上固定板上，试件下连接板通过螺钉固定安装在拉伸机构的下固定板上，试件上连接板和试件下连接板之间通过试件固定连接，试件的两侧端面上分别设有第一电解池和第二电解池，第一电解池和第二电解池分别相对安装在试件的两侧，第一电解池的氢气出口端管和第二电解池氢气入口端管均与试件的侧面密封设置，计算机数据收集器与电化学分析仪连接，电化学分析仪上的电化学分析仪甘汞电极和电化学分析仪铂电极插装在第二电解池上，恒流电源阴极电解充氢机构阳极上的恒流电源阴极电解充氢铂电极插装在第二电解池上，应变测量仪与试件连接，电化学分析仪通过线路与试件的一个侧面连接，试件的另一个侧面通过线路与恒流电源阴极电解充氢机构的阴极连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明在外加载荷条件下，进行电化学氢渗透曲线的测量，实现材料在氢和应力耦合作用下的试验，进而定量分析氢致裂纹的开裂过程，利用机械千斤顶进行加载，实现对试样的加载过程。考虑到电化学的测量装置尺寸与需要载荷的大小，选择机械式的立牌千斤顶进行。试样所受载荷大小，通过测量试样的延伸率进行变换，因此试验前需要通过万能拉伸机测量试样的应力应变曲线。根据应力应变曲线获得杨氏模量及屈服强度等材料力学性能参数，然后采用有限元的方法进行计算充氢位置的应力及应变大小，最后确定标定位置应变与充氢位置承受载荷的应力对应关系。

2、本发明测量试件7在弹性应变以及弹性与塑性综合形变下的氢渗透曲线，以便通过氢渗透曲线计算获得载荷作用下的氢扩散系数、氢浓度等氢渗透特性，使试验条件更进一步贴近工程中氢扩散及氢致裂纹形成的实际状况。

3、本发明第一电解池8通过恒流电源阴极电解充氢机构13进行充氢，进而对试件7充氢，试件7中的氢按照菲克扩散定律向第二电解池9侧扩散，试件7一侧第一电解池8扩散出来的氢由电化学分析仪进行测量，并由计算机软件chi600e进行记录氢渗透电流随时间的变化。通过记录的氢渗透曲线计算获得氢扩散系数及氢浓度分布。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图。

图2是上固定板2、下固定板3、驱动螺杆4、试件7、试件上连接板5、试件下连接板6、第一电解池8和第二电解池9安装在拉伸机构1上的侧视图。

图3是试件上连接板5的主视图。

图4图3的侧视图。