[發明專利]一種基于縱向應變測量熱膨脹儀同步測量徑向應變的方法

在審

• 申請號: 202011123833.9
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112198187A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 張俊艷;李一鳴;張利文;羅龍;劉素霞;盧春曉;張邦文
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16;G01B5/30;G01B7/16
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 王莉

本發明公開了一種基于縱向應變測量熱膨脹儀同步測量徑向應變的方法，該處理方法將縱向應變測量用剛玉或石英支架頂桿進行改造以達到同時測量縱向應變和徑向應變的目的；將剛玉或石英支架頂桿與樣品接觸的端部增設帶支撐簧片的杠桿部件，杠桿前端在支撐簧片的作用下與測試樣品緊密接觸，杠桿后端與角度或長度引伸傳感系統連接從而獲取角度或長度變化，由此獲取的角度或長度變化通過計算即可獲得測試樣品的徑向應變；本發明解決了現有縱向應變測量熱膨脹儀窄小空間無法增設耐高溫直接接觸型伸長計及光學伸長計進行徑向應變的測量的缺憾，拓展了縱向應變測量熱膨脹儀的應用功能，且改造方法簡便易行。

技術領域

本發明涉及金屬材料熱膨脹檢測技術領域，具體涉及一種基于縱向應變測量熱膨脹儀同步測量徑向應變的方法。

背景技術

金屬材料是工業應用中不可或缺的重要型材，而熱處理是研究金屬材料合成和應用的重要工藝方法之一。通過對金屬材料科學設計加熱和冷卻的處理工藝可以使得相關金屬材料獲得特定的功用性能或進一步改善其性能。而金屬材料的應用過程中其多維方向（各向異性材料）的熱/力學性能將嚴重影響其組成的構件的使用性能。如文獻《熱膨脹對于飛機裝配工藝的影響》（工業技術2018年16期）中提到飛機裝配中由于熱膨脹所產生的影響包括：影響工件尺寸及外形；部件對接互換；工件與工藝裝備之間的協調；同一工藝裝備上構件之間的協調等。因此，如需考慮各種結構件配合時所能夠允許的熱膨脹公差，則在材料檢測過程中可獲取相關材料的不同維度的熱膨脹性能分析是存在必要性的。

再者，材料的熱穩定性與其熱膨脹系數有著緊密的聯系。金屬和合金在加熱和冷卻時將發生相變，特別是鋼，鋼是一種具有多型性相變的金屬，其高溫組織（奧氏體）及其產物（鐵素體、珠光體、貝氏體和馬氏體）具有不同比容，它的熱膨脹特性取決于其復雜的組織結構，相變發生時組織結構發生變化將引起其體積的改變。專利公告號為CN111366606A的《一種基于膨脹曲線的熱處理變形預測方法》中即在合金鋼試塊上沿三個不同方向切取試樣，對所切取的三個試樣進行熱處理，依次分別測定了其在三個方向的膨脹量，得到了熱處理溫度與徑向（縱向）和軸向膨脹量的膨脹曲線。計算應變量，試樣經熱處理后，在軸向（縱向）和徑向上均發生尺寸收縮，應變量分別為2 .13μm和9 .81μm。；鋼在軋制方向和垂直于軋制方向由于工藝細節的不同，而存在受力情況、成分分布、組織結構生長差異等因素，導致在熱處理條件下呈現各向異性的熱學性能；導致不同樣品存在測量的差異性。

在中華人民共和國黑色冶金行業標準《YB/T2127-2018鋼的臨界點測量膨脹法》中規定鋼棒材取樣為測量試樣的縱向應變（試樣長度方向產生的單位長度的變化）沿著軋制方向，并且試樣要與伸長計傳輸桿在同一軸線上，而徑向測量（試樣直徑方向產生的單位長度的變化）時要求測量位置在試樣的中間位置附近；以LINSEIS的L78淬火熱膨脹儀舉例子，此儀器采用的是磁感應加熱方式，加熱時磁感應線圈環套于加熱樣品上，樣品周圍空間僅1cm左右；只能對工件的縱向應變的實時檢測；無法在加熱到預設溫度時，進行實時徑向向應變的檢測。

本發明所涉及的一種縱向應變測量熱膨脹儀擴展為同時測量徑向應變的處理方法解決了現有縱向應變測量熱膨脹儀窄小空間無法進行徑向應變的測量的缺憾，而且本方法將杠桿前端的微小變化量通過杠桿的短長臂變化進行了放大，在同一試樣上同時獲取徑向和縱向應變量的實時變化情況，避免了試樣差異性帶來的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于縱向應變測量熱膨脹儀同步測量徑向應變的方法，用于解決現有技術中熱膨脹儀加熱樣品，無法同步測量縱向應變和徑向應變的問題。

本發明采用的技術方案如下：一種測量縱向應變和徑向應變的支架，包括支架頂桿、杠桿、杠桿軸部以及支撐件；支架頂桿的一端與杠桿軸部可以是一體式成型，支架頂桿的一端與杠桿軸部還可以是彼此固定的方式；杠桿與杠桿軸部轉動連接；杠桿的一側為短臂部分，杠桿的另一側為長臂部分；杠桿的短臂部分的頂端在支撐件的作用下與試樣的中部緊密接觸；所述支架頂桿、杠桿、杠桿軸部為剛玉或者石英任一種材質；所述杠桿為板狀，杠桿的短臂部分端部光滑。