[發明專利]一種金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201810265309.1
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108548736A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 薛歡;毛新平;劉念;劉冬;熊飛;劉永前;周劍華;陳勇
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒;樂綜勝

1.一種金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，包括夾具、介質槽、引伸計、動態做功器、電化學工作站和控制器，夾具包括分別設置于介質槽兩側的第一夾具體和第二夾具體，第一夾具體和第二夾具體的夾頭端均伸入介質槽內，介質槽內設有沖氫介質，第一夾具體和第二夾具體用于從兩側夾持試樣，試樣浸入沖氫介質中，沖氫介質內設有參比電極和輔助電極，參比電極、輔助電極和試樣分別與電化學工作站連接，第一夾具體與動態做功器連接，第二夾具體固定設置，引伸計與試樣表面連接，引伸計和動態做功器分別與控制器連接。

2.根據權利要求1所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，引伸計外套裝有外封裝體，引伸計連接有卡爪，通過卡爪與試樣連接。

3.根據權利要求2所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，卡爪與外封裝體的交接出設有軟性材料，卡爪的材料為陶瓷絕緣耐腐蝕材料。

4.根據權利要求1所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，引伸計與控制器之間連接有信號采集器。

5.根據權利要求1所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，第一夾具體與介質槽之間套設有密封環，密封環與左夾具體之間設有組合動態密封件。

6.根據權利要求5所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，組合動態密封件包括依次設置的YX型密封圈和O型密封圈。

7.根據權利要求1所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，電化學工作站連接有電源，電化學工作站與電源之間連接隔離變壓器。

8.根據權利要求1所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，試樣為棒狀或板狀，包括工作部分，工作部分的兩端均連接有夾持端，工作部分的長度大于兩倍的工作部分的直徑或厚度，工作部分與夾持端之間連接有過渡弧，過渡弧的半徑大于工作部分兩倍的直徑或厚度，夾持端的直徑或寬度大于工作部分兩倍的直徑或厚度。

9.根據權利要求1所述的金屬材料等應變幅動態氫脆性能試驗裝置，其特征在于，試樣與第一夾具體和第二夾具體之間均設有絕緣材料層。

10.一種采用權利要求1所述的動態氫脆性能試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將試樣安裝于夾具上；

2)將參比電極和輔助電極插入介質槽中，并將參比電極、輔助電極和試樣通過導線與電化學工作站連接，將引伸計與試樣連接；

3)將第一夾具體與介質槽之間安裝組合動態密封件和密封環，保證第一夾具體隨動態做功器往復運動時不滲漏；

4)將沖氫介質注入介質槽，使沖氫介質的液面要高于試樣的工作部分，并低于引伸計的外封裝；

5)通過電化學工作站和控制器設定沖氫電流強度I和動態應變ε，開啟沖氫電流，開啟動態試驗機，控制器通過引伸計實時檢測試樣上的應變，并將應變信號發送給試驗機控制器，控制器通過計算輸入和輸出之間關系進行應變閉環反饋控制，控制動態做功器的應變給予量，使試樣的總應變值為恒值，記錄試驗過程中的應力應變值，及動態做功器的往復循環次數，直到試樣斷裂或試樣不斷裂但動態做功器的往復循環次數達到10⁶次；

6)試驗結束后，關停沖氫電流，取出引伸計，排除電解介質，松開夾具，取出試樣；

7)開始下一個試樣的試驗，重復步驟1)～6)，直至至少完成36件試樣的試驗，36個試樣的試驗中至少有4種以上不同的應變層級試驗，完成3種以上不同沖氫電流強度層級試驗，在每個應變層級和沖氫電流強度層級，至少完成3件試樣，直到完成所有試樣試驗。