[實用新型]一種冶金復(fù)合材料剪切強度試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721171685.1
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN207263557U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶向暉;王高峰;豐振軍;劉迎來;李亮;許彥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司管材研究所;北京隆盛泰科石油管科技有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司61211
• 代理人: 楊引雪

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種冶金復(fù)合材料的異金屬界面剪切強度試驗裝置及試驗方法，主要適用于通過熱軋、堆焊、粉末冶金、爆炸等方法生產(chǎn)的冶金復(fù)合材料(板材或管材等)異金屬界面剪切強度的測試。

背景技術(shù)

冶金復(fù)合材料是利用熱軋、爆炸、堆焊、粉末冶金等手段將兩種(或多種)具有不同物理、化學(xué)以及力學(xué)性能的金屬材料進行復(fù)合，且在異種材料界面間形成冶金結(jié)合的一種材料，近年來冶金復(fù)合材料在石油、化工、醫(yī)療、食品、消防、核工業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)的管道、容器、交換器等設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。

冶金復(fù)合材料通常由基層和襯層兩部分組成，其中基層材料一般為碳鋼、低合金鋼等材料，主要用于提供強度支撐，滿足材料的強度和力學(xué)性能要求；而襯層則一般為不銹鋼、鎳基合金、硬質(zhì)合金等材料，主要用于滿足材料的耐蝕、耐磨等特殊要求，通過合理地選擇基層和襯層材料，可以實現(xiàn)不同材料間的優(yōu)勢互補，節(jié)省材料用量，降低工程費用。

基層與襯層間的剪切強度是冶金復(fù)合材料的一個重要性能指標(biāo)，它表征了兩種異質(zhì)材料間結(jié)合力的大小，一般的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都對其最小值做了規(guī)定，如API 5LD-2015《CRA Clad or Line Steel Pipe》、SY/T6623-2012《內(nèi)覆或襯里耐腐蝕合金復(fù)合鋼管規(guī)范》、ASTM A264-2012《SPECIFICATION FOR STAINLESS CHROMIUM-NICKEL STEEL-CLAD PLATE》、ASTM A265-2012《SPECIFICATION FOR NICKED AND NICKEL-BASE ALLOY-CLAD STEEL PLATE》等標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了冶金復(fù)合材料基層與襯層間剪切強度的最小值。

目前，對于基層與襯層間的剪切強度的測量有不同的方法和裝置，如ASTM A264-2012、ASTM A265-2012標(biāo)準(zhǔn)給出了測量冶金復(fù)合板剪切強度的試驗裝置及試驗樣品要求，如圖1、2所示。試驗樣品與試驗支架之間的配合間隙為0.005in(0.127mm)，試驗時測量推動試驗樣品基層和襯層產(chǎn)生滑動所需要的力值，根據(jù)試驗樣品基—襯層的結(jié)合面積，計算出材料剪切強度的大小。GB/T 6396-2008《復(fù)合鋼板力學(xué)及工藝性能試驗方法》也給出了剪切強度試驗裝置及試驗樣品要求，與ASTM A264-2012、ASTM A265-2012標(biāo)準(zhǔn)不同，該標(biāo)準(zhǔn)要求在兩個試驗支架的內(nèi)側(cè)開0.5mm的凹槽203，且在試驗樣品襯層與基層交界處開3mm×0.5mm的刻槽204，如圖3、4所示。試驗支架201內(nèi)側(cè)的凹槽203在一定程度上減少了試驗過程中試驗樣品與支架之間滑動摩擦的影響，試驗樣品202上的3mm×0.5mm的刻槽204可以避免試驗樣品加工時在襯層與基層交界處倒角對試驗結(jié)果的影響。在實際試驗中一般采用固定支架式的試驗裝置，如圖5所示。該裝置的試驗支架301的開口不可調(diào)節(jié)，當(dāng)試驗樣品302規(guī)格尺寸發(fā)生變化時，可加工成系列開口寬度的支架或?qū)υ囼灅悠返幕鶎雍穸冗M行加工以滿足試驗要求。

上述三種試驗裝置均可進行冶金復(fù)合材料剪切強度試驗，但在實際試驗過程中，因試驗樣品加工精度或者試驗樣品未垂直受力等原因，使得試驗樣品受力后傾斜與試驗支架內(nèi)壁接觸，因試驗樣品與支架間為滑動摩擦，摩擦阻力較大。隨試驗樣品在兩個試驗支架內(nèi)傾斜程度的增加，摩擦阻力逐漸增大，從而影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

實用新型內(nèi)容

為了提高冶金復(fù)合材料剪切強度試驗的準(zhǔn)確性，本實用新型提供一種冶金復(fù)合材料剪切強度試驗裝置。

本實用新型的技術(shù)解決方案如下：

一種冶金復(fù)合材料剪切強度試驗裝置，其特殊之處在于：

包括相對豎向平行設(shè)置、下部通過兩個緊固螺栓連接的試驗支架二和試驗支架一，試驗支架二和試驗支架一之間的間距可通過兩個緊固螺栓調(diào)節(jié)；在所述兩個緊固螺栓之間的空間內(nèi)設(shè)置有墊塊，在墊塊和試驗支架二或者墊塊和試驗支架一之間安裝有厚度為0.1mm～0.15mm的金屬墊片；

試驗支架二和試驗支架一相對的側(cè)面上均設(shè)置有凸臺和滾輪：

試驗支架二上側(cè)和下側(cè)均設(shè)有等厚的第一凸臺，兩個第一凸臺之間固設(shè)有至少一個滾輪，且所述滾輪的外緣與試驗支架二上的兩個第一凸臺的外緣平齊；

試驗支架一下側(cè)設(shè)有與試驗支架二下側(cè)的第一凸臺相對應(yīng)的第二凸臺，在試驗支架一的非凸臺面上固設(shè)有至少兩個滾輪；位于試驗支架一最高處的滾輪對應(yīng)位于試驗支架二上側(cè)的第一凸臺。