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原文传递一种用于高温环境下的力学拉伸性能测试装置及测试方法

专利名称：	一种用于高温环境下的力学拉伸性能测试装置及测试方法
摘要：	本发明涉及一种用于高温环境下的力学拉伸性能测试装置及测试方法。所述测试装置包括拉伸载荷施加系统、高温大气炉、用于对高温大气炉进行温度控制的测温温控系统、用于调节高温大气炉的位置的调节装置和用于变形测量的高温变形测试系统；拉伸载荷施加系统包括主体结构、支撑台、一对连接杆、具有水冷结构的水冷夹具和压力传感器；高温大气炉包括第一炉体和第二炉体，其内部为加热区，第一炉体和第二炉体相靠近的一侧插设有纵向隔热板，第一炉体、第二炉体和纵向隔热板之间相互配合形成用于安装试样的试验区。本发明装置和方法突破了高温夹头限制，温度场更均匀、氧化时间能够更为精确的调节，模量测试精度和成功率高，测试效率高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	航天特种材料及工艺技术研究所
发明人：	周志亮;陈小亮;王华琼;李想
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201811559955.5
公开号：	CN109696362A
代理机构：	北京格允知识产权代理有限公司
代理人：	谭辉
分类号：	G01N3/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100074 北京市丰台区云岗北里40号院
主权项：	1.一种用于高温环境下的力学拉伸性能测试装置，其特征在于：包括用于对试样施加拉伸载荷的拉伸载荷施加系统、高温大气炉、用于对所述高温大气炉进行温度控制的测温温控系统、用于调节所述高温大气炉与所述拉伸载荷施加系统之间的相对位置的调节装置和用于对试样进行变形测量的高温变形测试系统；所述拉伸载荷施加系统包括主体结构、用于支撑所述主体结构的支撑台、相对地设置在所述主体结构内的顶部和底部的一对连接杆和设置在所述连接杆的一端的用于夹持试样的具有水冷结构的水冷夹具，设置在所述主体结构的顶部的所述连接杆的一端穿过所述主体结构并套设有用于感应试样的拉伸载荷的压力传感器；所述高温大气炉包括左右相对设置的第一炉体和第二炉体，所述第一炉体和所述第二炉体的内部为加热区，所述第一炉体和所述第二炉体相靠近的一侧的侧部设置有纵向开槽，所述纵向开槽内活动插设有纵向隔热板，所述纵向隔热板可推入所述高温大气炉内或从所述高温大气炉内抽离；当所述纵向隔热板推入所述高温大气炉内时，所述第一炉体、所述第二炉体和所述纵向隔热板之间相互配合形成试验区，所述试验区的中心位置用于安装试样。 2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述第一炉体和所述第二炉体的内部均设置有横向隔热板，用于将所述第一炉体和所述第二炉体内部的加热区分隔成上加热腔室和下加热腔室。 3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述调节装置包括高度调节平台、沿所述高温大气炉的左右方向设置在所述高度调节平台上的横向导轨、设置在所述高温大气炉的底部的与所述横向导轨相匹配的第一滑轮、沿所述高温大气炉的前后方向设置在所述高度调节平台上的纵向导轨和设置在所述高温大气炉的底部的与所述纵向导轨相匹配的第二滑轮；所述高温大气炉设置在所述高度调节平台上，所述调节装置可操作地调节所述高温大气炉与所述拉伸载荷施加系统之间的相对位置，使得所述水冷夹具正对所述试验区的中心位置。 4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于：所述高度调节平台的一侧设置有高度调节丝杆，所述高度调节丝杆上设置有丝杆调节把手，所述高度调节平台在高度方向的位置通过所述丝杆调节把手进行调节。 5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述高温变形测试系统包括高温引伸计和与所述高温引伸计连接的计算机，所述计算机还与所述压力传感器连接；所述高温引伸计的引伸杆插入所述高温大气炉内与试样的标距段相接触。 6.根据权利要求1至5任一项所述的测试装置，其特征在于：所述测温温控系统包括热电偶、硅钼棒发热体和与所述热电偶和所述硅钼棒发热体连接的温控系统；所述热电偶靠近所述试验区设置在所述加热区内，用于感测所述加热区内的温度；所述硅钼棒发热体安装在所述上加热腔室和所述下加热腔室内，所述温控系统从所述热电偶接收温度信号并控制所述硅钼棒发热体工作。 7.根据权利要求1至5任一项所述的测试装置，其特征在于：所述高温大气炉包括框架结构和包覆在所述框架结构的外周的保温材料层，所述保温材料层采用多孔氧化铝陶瓷纤维制成；和/或所述高温大气炉的外周套设有水冷装置。 8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于：包覆在所述高温大气炉的试验区的上侧壁和后侧壁上的保温材料层的厚度大于包覆在所述高温大气炉的试验区的下侧壁和前侧壁上的保温材料层的厚度。 9.一种用于高温环境下的力学拉伸性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的测试装置进行，所述测试方法包括如下步骤： (1)当试样需要随炉升温时，在常温条件下，将试样安装在与所述加热区连通的测试区的中心位置，使得所述试样随炉升温至测试温度；当试样需要快速升温或需要避免升温过程中试样的氧化时，先将所述高温大气炉升温至测试温度，然后将所述纵向隔热板推入所述高温大气炉内，再将试样安装在所述测试区的中心位置并抽离所述纵向隔热板以使得所述试验区与所述加热区连通； (2)将试样进行保温；在保温过程中，将所述高温引伸计的引伸杆插入所述高温大气炉内与所述试样的标距段相接触； (3)将试样保温到指定时间后，通过拉伸载荷施加系统对试样施加拉伸载荷并通过所述高温引伸计记录试样的变形以及通过压力传感器记录试样的拉伸载荷； (4)通过计算机对试样的尺寸、临界载荷和变形的数值进行计算以输出各项测量项目的数值，实现对试样的力学拉伸性能的测试。 10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于：所述高温大气炉的升温速率为15～30℃/min；和/或所述保温的时间为10～20min。
所属类别：	发明专利