[發(fā)明專利]一種恒載荷拉伸試驗(yàn)設(shè)備用的自動計時裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410085235.5
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103822825A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳輝;尚成嘉;王學(xué)敏;湯忖江;劉仕龍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動計時裝置，特別是提供了一種恒載荷拉伸試驗(yàn)設(shè)備用的自動計時裝置。

背景技術(shù)

隨著高強(qiáng)度鋼鐵材料應(yīng)用的日益廣泛，鋼鐵在服役過程中的失效問題也越來越突出。材料在應(yīng)力以及環(huán)境介質(zhì)作用下的失效稱為應(yīng)力腐蝕。氫致延遲開裂是由于氫原子的擴(kuò)散與聚集導(dǎo)致的鋼鐵材料在低于抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象，氫致開裂也是一種應(yīng)力腐蝕。評價不同鋼鐵材料氫脆敏感性可以采用恒載荷拉伸實(shí)驗(yàn)，將事先加工好的充氫試樣固定在恒載荷拉伸試驗(yàn)機(jī)上，加上固定載荷即可，記錄開始加載到試樣被拉斷的時間t，t越大，表明材料的氫脆敏感性越低。目前已有關(guān)于恒載荷拉伸試驗(yàn)裝置的專利，例如專利申請?zhí)枮?00910092652.1的發(fā)明專利和專利申請?zhí)枮?01120468324.X的發(fā)明專利等，這些設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)都是杠桿原理將恒定的載荷施加在試樣上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是試樣從開始加載到試樣被拉斷的時間t。這些專利中均未提及時間t的測量方法，一般采用人工值守的辦法觀察記錄時間t，該方法費(fèi)時費(fèi)力并且容易由于人為因素錯過記錄時間。一般來說，恒載荷拉伸試驗(yàn)周期較長，短則幾小時，長則數(shù)天，在對某種鋼材開展不同工藝下的氫脆敏感性評價時需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，人工計時的辦法在大量實(shí)驗(yàn)中適用性差。綜上所述，為了在恒載荷拉伸實(shí)驗(yàn)中自動記錄數(shù)據(jù)t，研制一種方便，可靠的恒載荷拉伸試驗(yàn)自動計時裝置很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計出一種方便、可靠的恒載荷拉伸試驗(yàn)設(shè)備用的自動計時裝置。

本發(fā)明恒載荷拉伸試驗(yàn)用自動計時裝置，其特征在于：所述裝置與恒載荷拉伸試驗(yàn)設(shè)備結(jié)合使用，該裝置包括：砝碼托盤1、砝碼2、托盤連結(jié)桿3、固定螺母4、杠桿臂5、光電開關(guān)6、磁性表座連接桿7、杠桿臂支撐螺母8、磁性表座連結(jié)桿固定螺母9、磁性表座10、夾具固定螺母11、夾具與杠桿臂連接端12、杠桿臂水平調(diào)節(jié)螺母13、夾具與試樣連接螺桿14、固定銷釘一15、試樣16、固定銷釘二17、連接工作臺的夾具18、杠桿臂支撐立柱19、杠桿支點(diǎn)立柱20、8位時間顯示器21、數(shù)據(jù)清零和開始按鈕22；

其中，砝碼2放在砝碼托盤1上，通過托盤連接桿3與杠桿臂5相連；光電開關(guān)6通過磁性表座連接桿7與磁性表座10相連，磁性表座10通過磁性固定在杠桿支點(diǎn)立柱20上；試樣16通過固定銷釘一15和固定銷釘二17固定在連接工作臺的夾具18上。

該裝置的操作步驟描述如下：

（1）在杠桿臂5的一端固定好拉伸試樣16，在杠桿臂5的另一端加上載荷，此時，杠桿臂5位于水平位置，光電開關(guān)6未被阻擋，計時器正常計時，在實(shí)驗(yàn)過程中，試樣16將受到持續(xù)恒定載荷的作用；

（2）為了比較不同鋼種的氫脆敏感性差異，將經(jīng)過電化學(xué)充氫后的試樣16固定在恒載荷設(shè)備上，在恒定載荷的作用下，一段時間后，試樣將發(fā)生氫致延遲開裂；

（3）記錄從施加載荷到試樣斷裂的時間為t；

（4）在步驟（1）中將拉伸試樣16固定在恒載荷拉伸試驗(yàn)設(shè)備上時，需要通過調(diào)節(jié)杠桿臂水平調(diào)節(jié)螺母（13）的位置以保證杠桿呈水平狀態(tài)；

（5）從加載并按下計時器開始到試樣16被拉斷的過程中光電開關(guān)6始終未被觸發(fā)；

（6）在試樣16被拉斷時，恒載荷實(shí)驗(yàn)設(shè)備杠桿臂5固定試樣16的一端上抬，杠桿臂5連接砝碼2的一端下落并觸發(fā)光電開關(guān)6發(fā)出信號，計時器在接收到來自光電開關(guān)6的信號后停止計時。

本發(fā)明自動計時裝置中所用表座具有萬向調(diào)節(jié)功能，可以將光電開關(guān)調(diào)節(jié)到任意“合適”位置。例如在調(diào)節(jié)恒載荷拉伸設(shè)備杠桿臂5至水平位置時，需要調(diào)節(jié)光電開關(guān)6的位置以確保光電開關(guān)6不被杠桿臂5阻擋，同時又要保證在杠桿臂5落下時光電開關(guān)6被觸發(fā)，在杠桿臂5連接砝碼2處與光電開關(guān)6之間有杠桿臂支撐立柱19支撐。

本發(fā)明自動計時裝置中所用試樣16經(jīng)機(jī)加工后用丙酮清洗表面油污并吹干，然后進(jìn)行電化學(xué)充氫，充氫溶液為稀硫酸+毒化劑硫脲；杠桿臂5固定試樣16一端的力臂是杠桿臂5連接砝碼2一端力臂的十五分之一；試樣16被拉斷后，恒載荷拉伸試驗(yàn)所用時間在8位時間顯示器21上顯示，按下數(shù)據(jù)清零和開始按鈕22將計時器清零以便下次實(shí)驗(yàn)使用。

本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)在于適用于衡量鋼鐵材料氫脆敏感性大小的恒載荷拉伸試驗(yàn)設(shè)備，用于自動記錄恒載荷拉伸試驗(yàn)所用時間；改善傳統(tǒng)恒載荷實(shí)驗(yàn)中人工計時費(fèi)時費(fèi)力的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)加載后自動記錄實(shí)驗(yàn)時間，無需專人值守，可以多臺設(shè)備同時實(shí)驗(yàn)提高時間利用效率，且操作簡單、易于安裝、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在進(jìn)行大量恒載荷拉伸試驗(yàn)時該裝置具有人工記錄無法比擬的高效率和高可靠性。

附圖說明