[发明专利]动态液态金属环境下实现精确变形测量的蠕变实验装置及方法

摘要

动态液态金属环境下实现精确变形测量的蠕变实验装置及方法，其中实验装置包括试验釜（1）、熔化釜（2）、蠕变实验主机（3）、波纹管（4）、反向器（5）、引伸导杆（6）、泵（7）、流量计（8）、氧传感器及氧含量控制模块（9）、液位计（10）、试验釜上端盖（11）、试验机拉杆（12）、液态金属排出管路（13）、熔化釜上端盖（14）、加热炉（15）、真空及气体管路（16）、位移传感器（17），设备之间相连管路与阀门。本发明中的实验方法能精确测量试样标距段的变形量，实现在不同流速和不同氧含量的液态金属环境下进行材料蠕变性能的测试。同时本发明拆装试样方便，便于及时更换试样。

主权项

动态液态金属环境下实现精确变形测量的蠕变实验装置，其特征在于包括：试验釜（1）、熔化釜（2）、蠕变实验主机（3）、波纹管（4）、反向器（5）、引伸导杆（6）、泵（7）、流量计（8）、氧传感器及氧含量控制模块（9）、液位计（10）、试验釜上端盖（11）、试验机拉杆（12）、液态金属排出管路（13）、熔化釜上端盖（14）、加热炉（15）、真空及气体管路（16）、位移传感器（17），设备之间相连管路与阀门；所述试验釜（1）是实验装置的主体部分，为蠕变实验的载荷加载、变形测量提供特殊实验环境。试验釜（1）通过支架固定在蠕变实验主机（3）上，试验釜（1）设计为整体结构，试验釜上端盖（11）可拆卸，与起吊装置连接，试验釜上端盖（11）与试验釜（1）采用法兰密封；试验釜（1）外圆是加热炉（15），通过加热炉（15）的温度控制系统对试验釜（1）加热，使试验釜（1）达到工作温度；试验釜（1）连接管路也适用法兰盘连接配合；试验釜上端盖（11）接有热电偶，测量液态金属温度；试验釜上端盖（11）接入液位计（10），通过液位计（10）对液态金属工作液面进行测量；引伸导杆（6）通过试验釜上端盖（11）密封法兰插入试验釜（1）腔内，引伸导杆（6）与试验釜上端盖（11）用波纹管（4）进行密封；引伸导杆（6）下端分别夹在试样上下凸台处，通过位移传感器（17）对引伸导杆（6）引出的位移变形进行精确测量；反向器（5）与试验釜上端盖（14）采用螺纹连接，反向器（5）横梁上有螺纹孔，与试验机拉杆（12）上的螺纹孔构成试样连接的两端，不需在试验釜（1）外面安装试样下端接头，反向器（5）横梁上的螺纹孔作为试样下端接头；实验时，反向器（5）将试样下端接头受到的力传递给试验釜上端盖（14），起到了固定试样下端的作用；试验釜上端盖（11）上有起吊装置，通过试验机拉杆（12）上升将试验釜上端盖（11）、反向器（5）及引伸导杆（6）一并吊出试验釜（1），以便试样的装卸操作；试验机拉杆（12）与试验釜（1）通过波纹管（4）进行密封；所述熔化釜（2）的作用是加热熔化金属锭子，储存液态金属。熔化釜（2）固定在支架上，熔化釜（2）设计为整体结构，熔化釜上端盖（14）可拆卸，与起吊装置连接，熔化釜上端盖（14）与熔化釜（2）采用法兰密封；熔化釜（2）外圆是加热炉（15），通过加热炉（15）的温度控制系统对熔化釜（2）加热，使熔化釜（2）达到工作温度；熔化釜（2）连接管路，也适用法兰盘连接配合；熔化釜上端盖（14）接有热电偶，测量液态金属温度；熔化釜上端盖（14）接有液位计（10），用于检测液态金属液面位置，熔化釜上端盖（14）接有氧传感器及氧含量控制模块（9），对液态金属中的氧含量进行测控；熔化釜上端盖（14） 与熔化釜（2）采用法兰密封熔化釜上端盖（14），熔化釜（2）下端接有液态金属排出管路（13）；试验釜（1）和熔化釜（2）之间用管路连接，适用法兰盘连接配合，管路上焊接有泵（7）、流量计（8），在液态金属管道入口处和出口处焊接有氧传感器及氧含量控制模块（9），对液态金属中的氧含量进行测控；试验釜（1）和熔化釜（2）接有真空及气体管路（16），真空及气体管路（16）为整个装置提供真空环境、惰性气体保护气氛以及氧控所需的气体，并提供打压气体将液态金属打压回熔化釜（2）。