[发明专利]基于感应加热式高温硬度测量装置及方法

说明书

本申请公开了一种基于感应加热式高温硬度测量装置及方法。感应加热式高温硬度测试装置包括样品放置台和移动底座、感应线圈、硬度计硬度计压头、载荷及用于驱动硬度计压头及载荷移动至待测物体并在待测物体表面加载形成压痕的载荷驱动机构。针对金属和合金等导电材料直接感应加热后进行测量，针对陶瓷、玻璃、高分子等不导电材料，利用金属传热套包裹样品侧面进行感应加热后测量。感应加热方式仅加热待测物体或金属传热套，克服了传统高温硬度计电阻丝加热导致的热影响范围大的弊端，不易影响测量装置的其他部件，尤其是不易影响硬度计压头的温度，使硬度计压头的力学性能在测量过程中保持稳定，可方便、精确的测量各类材料在1000℃以上的高温硬度。

技术领域

本申请涉及材料高温硬度测量领域，尤其涉及一种基于感应加热式高温硬度测量装置及方法。

背景技术

硬度测试是检测材料力学性能试验的常用方法，能间接反映出材料在化学成分、组织结构和处理工艺上的差异，是最快速最经济的试验方法之一。同时，对于在高温环境下使用的材料，如航空航天等领域，对于高温性能的检测是不可或缺的，然而目前通过高温硬度测试来评价材料的高温力学性能并未得到有效的利用，这是因为目前高温硬度测试存在以下问题：①需要保证试样与硬度计压头在高温环境下不被氧化；②测试过程中，硬度计压头处于高温环境中，使得测试温度上限被极大地限制(通常在1200℃以下)；③如何保证测试过程中载荷恒定的完成整个压痕动作。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种基于感应加热式高温硬度测量装置，旨在解决现有技术中，硬度计压头在测试升温过程中容易受热的问题。

为达此目的，本申请实施例采用以下技术方案：

基于感应加热式高温硬度测量装置，包括用于放置待测物体的移动底座、设于所述移动底座的绝缘的样品放置台、感应线圈、硬度计压头，以及用于驱动所述硬度计压头移动至待测物体并在待测物体表面加载形成压痕的载荷驱动机构。

在一个实施例中，所述基于感应加热式高温硬度测量装置还包括封闭壳体，以及用于对所述封闭壳体抽真空的真空装置。

在一个实施例中，所述移动底座滑动安装于所述封闭壳体的底部；所述基于感应加热式高温硬度测量装置还包括用于驱动所述移动底座相对所述封闭壳体滑动的滑动驱动机构。

在一个实施例中，所述样品放置台上设有传热套，所述传热套位于所述感应线圈内。

在一个实施例中，所述载荷驱动机构包括安装于所述封闭壳体内的支架、滑动安装于所述支架的移动轴、安装于所述支架的步进电机，以及安装于所述步进电机与所述移动轴之间且用于带动所述移动轴相对所述支架滑动的柔性传递组件；所述移动轴的轴线与所述感应线圈的轴线共线。

在一个实施例中，所述移动轴上设有砝码盘。

在一个实施例中，所述封闭壳体的至少一表面为透明板，所述基于感应加热式高温硬度测量装置还包括用于通过所述透明板对待测物体测温的红外测温仪。

在一个实施例中，所述基于感应加热式高温硬度测量装置还包括用于对所述封闭壳体内填充保护气体的气体通路。

本申请的另一个目的在于提供一种基于感应加热式高温硬度测量方法，包括如下步骤：

将待测物体放置于移动底座的样品放置台上，使待测物体位于感应线圈内；

感应线圈通电对待测物体加热；

载荷驱动机构带动压头移动至待测物体并在测物体表面加载形成压痕。

在一个实施例中，在步骤：感应线圈对待测物体加热之前，还包括如下步骤：

感应线圈对待测物体加热之前，还包括如下步骤：

将封闭壳体抽真空至6*10^-3Pa。