[發明專利]一種高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變-疲勞測試裝置

在審

• 申請號: 202110357752.3
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113514342A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 鄭小濤;戴耀南;張延華;夏家樂;丁珮珊;喻九陽
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發明公開了一種高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變?疲勞測試裝置，包括液態金屬實驗釜，其內設有標準蠕變試樣，標準蠕變試樣的上肩部和下肩部分別設有上蓋板和底板，上蓋板和底板之間設有波紋管，三者共同圍成一封閉腔室；腔室連接有第一導管和第二導管，第一導管設有堵頭；上蓋板和底板之間還設有防漏板；上蓋板設有超出防漏板一定距離的臺階，臺階連接有高溫引伸計，高溫引伸計伸出實驗釜并連接有光柵傳感器；標準蠕變試樣上下兩端分別設有上夾具和下夾具，下夾具與一底座相連。本發明的裝置不但能進行高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變、蠕變?疲勞的應力?應變曲線以及壽命測量，而且結構簡單，安裝方便，安全可靠，操作方便，價格便宜。

技術領域

本發明屬于材料性能測試技術領域，具體涉及一種高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變-疲勞測試裝置。

背景技術

高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變及蠕變-疲勞測試裝置十分重要，可用于高溫液態金屬環境下金屬材料的極端力學性能測試，如典型高溫液鈉環境下316LN、316H、鐵素體不銹鋼等金屬材料的蠕變-疲勞測試、高溫液態鉛鉍環境下316型、304型和P91等鐵素體不銹鋼的蠕變-疲勞測試、熔鹽環境下金屬材料的高溫環境力學性能測試等。

目前，市場上存在的高溫液態金屬環境下的力學性能測試裝置主要分為兩類，一類是較為經典的結構，即采用金屬波紋管將整個高溫測試系統封裝起來，其內部可提供標準蠕變或蠕變-疲勞試樣的真空和高溫液態金屬環境，另一類是較為簡易的結構，即將標準蠕變或蠕變-疲勞試樣置于含有高溫液態金屬的杯狀結構中。前一種結構復雜，價格昂貴，后一種結構簡單，但危險性較大，存在泄漏的風險。同時，上述兩種測試裝置都可用于測量高溫液態金屬環境下的蠕變和蠕變-疲勞壽命，但難以測量高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變及蠕變-疲勞的應力-應變曲線。此外，用于測量標準試樣蠕變特性的透鏡和光學微位移傳感器一般僅適用于惰性氣體或真空環境中。

因此需要設計一種適用于高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變-疲勞測試的裝置與方法，在開展高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變、蠕變-疲勞的應力-應變曲線以及壽命測量的同時，需解決實驗裝置結構復雜，安全問題嚴重等問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變-疲勞測試裝置，該裝置不但能進行高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變、蠕變-疲勞的應力-應變曲線以及壽命測量，而且結構簡單，安裝方便，安全可靠，操作方便，價格便宜。

本發明提供的技術方案如下：

一種高溫液態金屬環境下金屬材料的蠕變-疲勞測試裝置，包括：液態金屬實驗釜，液態金屬實驗釜內設有標準蠕變試樣，標準蠕變試樣的上肩部設有上蓋板，標準蠕變試樣的下肩部設有底板，上蓋板和底板之間設有波紋管，上蓋板、底板和波紋管共同圍成一封閉腔室；腔室連接有用于加裝金屬材料的第一導管和用于輸入惰性保護氣體的第二導管，第一導管設有用于防止空氣進入腔室的堵頭；

上蓋板和底板之間還設有用于防止液態金屬泄露的防漏板，防漏板位于波紋管的外側；上蓋板設有超出防漏板一定距離的臺階，臺階連接有高溫引伸計，高溫引伸計伸出液態金屬實驗釜并連接有光柵傳感器；

標準蠕變試樣上下兩端分別設有上夾具和下夾具，下夾具與一底座相連。

優選地，該裝置還包括電液伺服壓力供給系統，電液伺服壓力供給系統連接有兩根螺紋柱，兩根螺紋柱上方設有升降臺，電液伺服壓力供給系統可帶動螺紋柱旋轉，進而使升降臺上升或下降，升降臺連接有力傳感器，力傳感器與上夾具相連，便于測量標準蠕變試樣所承載的拉力或壓力。

優選地，電液伺服壓力供給系統連接有加載控制系統。

優選地，該裝置還包括溫控系統，溫控系統連接有熱電偶和加熱機構，熱電偶設置在波紋管外側，加熱機構設置在液態金屬實驗釜外圍。

優選地，該裝置還包括用于檢測液態金屬氧含量的氧含量監測儀器。