[实用新型]一种小尺寸塑性材料高温压缩屈服强度测量的压缩夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及料力学性能测试领域，具体为一种小尺寸塑性材料高温压缩屈服强度测量的压缩夹具。

背景技术

在材料拉伸或压缩过程中，当应力达到一定值时，应力有微小的增加，而应变却急剧增长的现象，称为屈服，使材料发生屈服时的强度就是材料的屈服强度。屈服强度表征了材料抵抗微量塑性变形的应力，其值越大，说明材料抵抗变形的能力越强。对于塑性材料传统的强度设计方法多以屈服强度为标准，规定许用应力为屈服强度除以安全系数n(安全系数n一般取1.2 或更大)。除上述的直接使用意义，在工程上屈服强度值也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料屈服强度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服强度的测试对于塑性材料的设计、使用等均非常重要。

对材料屈服强度值的获取一般通过拉伸实验完成。拉伸实验对试样以及夹具的形状、尺寸的要求均较高。目前，大多数用于检测板材的拉伸实验机上的夹具的上、下夹头只适用于检测较长、较厚、较宽的板材试样，对于较窄或较薄的板材试样在做力学性能检测实验时，夹具不能夹紧板材试样，使其常常滑脱。对于某些材料贵重的板材用现有的拉伸实验机进行力学性能检测时，板材试样需要做的较长、较厚、较宽，这样既浪费材料，又增加了成本。对于非标准要求尺寸的小型棒状试样，虽可通过螺纹连接用夹具夹紧试样，但越小尺寸的试样对加工精度的要求越高，加工失误经常会导致试样断裂在非标距断内，导致实验结果不可信。有研究表明，机加工对材料的拉伸性能有较大的影响，如车削加工的进刀量、走刀速度和试样表面粗糙度等。当进刀量越小、走刀速度越低、试样表面粗糙度越高，材料的拉伸性能和数据的分散性就越好，反之亦然。因此，影响拉伸性能测试的外在影响因素较多，这些都会增加真实反应材料力学性能的困难程度。此外，在实际操作时，如果试样过小，无论是板状还是棒状均难以加工，对应的就无法通过拉伸实验检测其屈服强度。除拉伸实验外，压缩实验亦可表征此类材料的屈服强度，通用的材料实验机除拉伸实验外还可进行室温条件下的压缩实验。但受夹具形状、尺寸、材料及实验方法所限，无法开展高温压缩实验，特别是当温度高于600℃时。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种小尺寸塑性材料高温压缩屈服强度测量的压缩夹具，夹具及试样均易于加工，拆装方便，在能够保证测试精度的前提下实现灵活更换试样及快速开展实验，降低测试成本及时间，提高实验效率和测试结果的可重复性。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种小尺寸塑性材料高温压缩屈服强度测量的压缩夹具，包括压缩夹具主体和高温垫片；

所述的压缩夹具主体包括呈圆柱状同轴相对设置的上夹具和下夹具，上夹具和下夹具的连接端分别设有与万能实验机相配合连接的螺纹孔，上夹具的另一端固定设置有呈圆板状的上高温垫片；下夹具的另一端连接设置有下高温垫片；当进行小尺寸塑性材料高温压缩屈服强度测量时，被测试样夹持在上高温垫片和下高温垫片之间。

优选的，上高温垫片通过高温胶粘接固定在上夹具的下端。

优选的，下高温垫片呈圆板状，通过高温胶粘接固定在下夹具的上端。

优选的，下高温垫片下端设置有连接凸起，上端边缘设置有环状凸台；下夹具的上端设置有与连接凸起配合的连接凹槽；环状凸台内放置被测试样。

优选的，所述压缩夹具主体采用热膨胀系数低于15×10^-6/K的高温合金制成；所述上高温垫片和下高温垫片均采用SiC制成。

优选的，压缩夹具主体外径尺寸为20-50mm，上夹具、下夹具、上高温垫片和下高温垫片的外径尺寸相同。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型所述的压缩夹具，通过设置为圆柱形结构的压缩夹具主体配合高温垫片对被测试样进行夹持，不仅易于加工和安装，而且能够直接同轴安装设置在高温加热炉中，并通过螺纹连接快速的与万能实验机进行连接，不需要对现有万能实验机及高温加热炉进行结构上的改造，即可直接使用；利用上、下高温垫片实现压缩夹具主体与被测试样端面的间接接触，保证夹具在高温下即使受到烧结和氧化，也可与被测试样顺利分离，不会发生特异性变形进而保证拆装的方便性及压缩夹具的重复利用率。而且由于压缩夹具与被测试样通过夹持连接，因此利用压缩夹具与被测试样的灵活拆装，可在上一轮高温实验结束后快速放入试样，避免了拉伸实验中等待高温炉冷却的过程，节省人力、物力，在保证安全的同时提高实验效率。