[實用新型]一種脈沖電流輔助棒狀試樣單軸拉伸的試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721626909.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN207472694U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 申儒林;周暢;胡立斌;劉健;舒斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02;G01N3/04;G01N3/06
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 歐穎;吳婷

本實用新型提供一種脈沖電流輔助棒狀試樣單軸拉伸的試驗裝置，包括脈沖電源和拉伸試驗機，所述拉伸試驗機包括與棒狀試樣兩端固定連接的拉伸夾具以及用于帶動拉伸夾具相互靠近或遠離的驅(qū)動裝置，在棒狀試樣的兩端分別設(shè)有與脈沖電源正、負極連接的導(dǎo)電環(huán)；在所述拉伸夾具上設(shè)有楔形型腔且在每個型腔內(nèi)設(shè)有兩個相對設(shè)置的絕緣夾塊，在兩個絕緣夾塊的相對面上設(shè)有卡槽且在每個卡槽內(nèi)設(shè)有定位夾塊，在兩個定位夾塊的相對面上設(shè)有用于容納棒狀試樣兩端及導(dǎo)電環(huán)的定位槽，在定位槽和棒狀試樣的接觸面上設(shè)置有滾花防滑結(jié)構(gòu)。所述裝置適用于對棒狀金屬材料在脈沖電流作用下變形行為的研究，便于試樣的加工，可避免材料的浪費并減少連接處焦耳熱的產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及金屬材料變形行為測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種脈沖電流輔助棒狀試樣單軸拉伸的試驗裝置。

背景技術(shù)

自從前蘇聯(lián)學(xué)者O.A.Troitskii等人發(fā)現(xiàn)脈沖電流對鋅單晶的變形行為存在明顯影響后，脈沖電流作為一種新的材料處理方式引起了人們的高度重視。經(jīng)研究表明，脈沖電流可以增強材料的變形能力，即電致塑性。K.Okazaki和H.Conrad等人的研究結(jié)果已經(jīng)證實脈沖電流可以降低純Ti、Pb、Sn的變形抗力，從而提高其金屬延展性；Jiang等人在研究了脈沖電流對AZ91鎂合金軋制的影響后，發(fā)現(xiàn)脈沖電流提高了AZ91鎂合金的成形能力，而且變形過程中無需再退火以消除加工硬化問題，同時還可以抑制β相的產(chǎn)生，提高合金性能；Tang等人將脈沖電流應(yīng)用到奧氏體不銹鋼、304L不銹鋼等合金的冷拔工藝中，發(fā)現(xiàn)脈沖電流可以減小冷力(約為20％～50％)，并使得金屬延伸率明顯增加，表面質(zhì)量也得到改善，而且大大提高了生產(chǎn)效率。

綜上所述，脈沖電流在改善材料組織結(jié)構(gòu)以及提高材料性能方面存在明顯的改善效果，但在實驗研究過程中還存在如下問題：

1、根據(jù)國家和行業(yè)標準，現(xiàn)有的研究方式都是將金屬試樣加工成1-3mm厚的板狀結(jié)構(gòu)，由于要在小尺寸范圍內(nèi)保證試樣規(guī)格的精準度，因此加工難度很大；

2、用尺寸誤差大的板狀試樣進行試驗，最終得到的試驗結(jié)果可靠性不高，不利于研究工作的開展；

3、為了得到精確的數(shù)據(jù)，無論是選擇多次重復(fù)試驗還是采用精細的加工方法，都抬高了試驗成本并導(dǎo)致材料浪費，考慮到有些金屬合成困難、價格昂貴，這就限制了相關(guān)研究的進行。

中國專利CN201510012160公開了一種通電熱拉伸試驗裝置及拉伸試驗方法，電子萬能試驗機的上、下夾具均包括夾持板、連桿以及用于實現(xiàn)二者間接連接的絕緣板，所述夾具通過連桿固定設(shè)置在電子萬能試驗機的上橫梁或活動橫梁上，所述夾持板用于固定連接試樣的兩端且分別與電源的正、負極連通。該實用新型結(jié)構(gòu)簡陋，絕緣安全性無法保證，且僅限于對板狀試樣的通電熱拉伸試驗，無法解決上述板狀試樣存在的問題；另外，由于夾具的夾持板本身是一個固定件，結(jié)構(gòu)體積大，當(dāng)有大電流(幾百甚至幾千安培)通過時，夾持板會產(chǎn)生大量的焦耳熱。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全性高、數(shù)據(jù)精確、焦耳熱量少、試驗成本低的用于脈沖電流輔助金屬試樣單軸拉伸試驗的裝置，以解決背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種脈沖電流輔助棒狀試樣單軸拉伸的試驗裝置，包括脈沖電源和拉伸試驗機，所述拉伸試驗機包括至少一組相對設(shè)置且分別與棒狀試樣兩端固定連接的拉伸夾具、以及用于帶動同組的兩個拉伸夾具相互靠近或遠離的驅(qū)動裝置，在所述棒狀試樣的兩個端頭位置分別設(shè)有至少部分環(huán)設(shè)在棒狀試樣外圓面上的導(dǎo)電環(huán)，且所述導(dǎo)電環(huán)通過導(dǎo)線分別連接脈沖電源的正、負極；