CN117990602A - 一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料力学性能测试技术领域，公开了一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，该装置应用于单轴力学试验机，包括：试验机模块、液态铅铋环境模块、供气模块、控制模块和多轴衍架模块；上述模块共同作用，实现高温铅铋环境下单轴力学试验机的多轴应力腐蚀测试。本发明构造了安全可靠的高温液态铅铋环境箱体，使用了动静密封结合的密封方法，配合气路控制保证试验安全，极大程度降低装置复杂程度；并可以通过轴向加载实现在水平面上的多轴应力加载状态，结构轻巧且适配性高，同时衍架梁可以换成长度不同的衍架梁来达到非对称的多轴应力加载，衍架连接件可以根据不同的试验试验需求进行尺寸设计数量的增减，从而实现试样复杂多轴的应力加载。
Description
技术领域
本发明属于材料力学性能测试技术领域，具体的说，是涉及一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置。
背景技术
社会的可持续性发展受到快速增长的能源需求的挑战，对于新型能源的探索也愈加迫切，而核能因为具有清洁无污染、能量密度高、综合成本低、可靠且基荷规模巨大等优点，因此具有良好的发展前景。但由于核电反应堆服役环境非常恶劣，所以为了保证反应堆结构的完整性和可靠性，对结构材料提出了更高的要求，材料需要抵抗辐射引起的损坏、液态金属腐蚀(LMC)、液态金属脆化(LME)、应力、嬗变等，所以铅基核系统面临的主要挑战是结构材料的选择。
为了解决结构材料在液态铅铋环境中的力学性能劣化的问题，世界各国已对于铁素体/马氏体、奥氏体、ODS等候选结构材料性能进行了系统的研究。目前国内铅铋环境下的力学测试装置主要聚焦在单轴加载的饱和氧液态铅铋环境，无法实现铅铋的氧浓度控制和多轴应力的加载，导致难以研究核电站实际服役工况下材料的环境损伤问题。
发明内容
为了建立铅铋环境下结构材料的力学失效模型，并测试其在液态铅铋环境下的各项腐蚀性能参数，本发明提供了一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，以铅基堆结构材料为研究对象，能够为结构材料在液态铅铋环境及复杂载荷作用下的力学参数测定提供支撑，对弥补在铅铋环境中多轴应力腐蚀领域的空白具有重要意义。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
本发明提供了一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，包括试验机模块、液态铅铋环境模块、供气模块、控制模块和多轴衍架模块；
所述试验机模块包括底部支座，所述底部支座通过双立柱连接有升降平台，所述升降平台能够沿所述双立柱进行上下移动，所述升降平台固定安装有加载系统；
所述液态铅铋环境模块包括固定在所述底部支座之上的金属腔体，所述金属腔体外部设置有加热机构，所述加热机构用于对所述金属腔体加热；所述金属腔体内部用于容纳液态金属，底部连通有液态金属管路；所述金属腔体上方设置有金属腔体上盖，所述金属腔体上盖通过支反力柱固定于所述升降平台下方，能够随所述升降平台的上下移动进行升降；所述金属腔体上盖能够与所述金属腔体顶部通过法兰连接；所述金属腔体上盖的中心穿过作动连接轴，所述作动连接轴与所述金属腔体上盖形成动密封；所述作动连接轴顶端通过作动连接轴固定夹具与所述加载系统连接、底端与所述多轴衍架模块连接；
供气模块包括设置在所述金属腔体上盖的进气管路和出气管路，所述进气管路与所述金属腔体上盖之间采用CF法兰密封，所述出气管路外接单向阀；
所述控制模块包括设置在所述金属腔体上盖的氧浓度传感器和热电偶，所述氧浓度传感器用于检测所述金属腔体内的氧浓度并将数据传输给PLC，通过PLC设置的程序控制所述进气管路的电磁阀开度，使所述金属腔体内的氧浓度稳定在设定值；所述热电偶将所述金属腔体内的温度响应至温度控制器，所述温度控制器通过对所述加热机构的开闭，使所述金属腔体内的温度稳定在设定值；
所述多轴衍架模块主要包括多轴衍架，所述多轴衍架安装在衍架支撑平台上，所述衍架支撑平台通过所述衍架平台支撑杆固定连接在所述金属腔体上盖下方；
所述多轴衍架包括一个作动端Z轴衍架连接件、八个相同的衍架梁、两个相同的Y轴衍架连接件、两个相同的X轴衍架连接件、一个固定端Z轴衍架连接件、四个相同的楔形夹具压块；
所述作动端Z轴衍架连接件和固定端Z轴衍架连接件上下对应设置；所述作动端Z轴衍架连接件顶端与所述作动连接轴固定连接，并且与四个上方的所述衍架梁顶部铰接；所述固定端Z轴衍架底端与所述衍架支撑平台固定连接，并且与四个下方的所述衍架梁底部铰接；四个上方的所述衍架梁和四个下方的所述衍架梁之间连接两个X轴衍架连接件3和两个Y轴衍架连接件；其中，两个所述X轴衍架连接件在水平面内对称设置，两个所述Y轴衍架连接件在水平内对称设置；所述X轴衍架连接件的上部和所述Y轴衍架连接件的上部分别与四个上方的衍架梁的底端铰接；所述X轴衍架连接件的上部和所述Y轴衍架连接件的下部分别与四个下方的衍架梁的顶端铰接；
两个所述X轴衍架连接件的相对面、两个所述Y轴衍架连接件的相对面均设置有楔形夹具平台；四个所述楔形夹具平台上部均连接有楔形夹具压块，所述楔形夹具压块通过螺栓与其对应的楔形夹具平台连接，通过所述楔形夹具压块的压紧实现对试样的夹持。
进一步地，所述加热机构为对开式结构；所述金属腔体顶部设置有金属绕丝石墨垫片，以在所述金属腔体顶部与所述金属腔体上盖之间形成密封。
进一步地，所述金属腔体上盖的中心位置设置有KF法兰接管，所述KF法兰接管通过金属波纹管与所述作动连接轴连接；所述金属波纹管上端与所述作动连接轴真空焊接、下端与所述KF法兰接管形成KF真空密封。
进一步地，所述进气管路与所述金属腔体上盖之间采用CF法兰密封，所述出气管路焊接于所述金属腔体上盖；
所述进气管路和所述出气管路在所述金属腔体上盖的布置至少间隔90°，且不影响装配的情况下尽可能靠近所述金属腔体内壁；
所述进气管路的长度设置使其能够没入所述金属腔体内部2/3高度处。
进一步地，所述氧浓度传感器下端与金属腔体上盖形成CF真空密封，所述热电偶与所述金属腔体上盖形成KF真空密封。
进一步地，所述作动端Z轴衍架连接件包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴；所述作动端Z轴衍架连接件的连接轴顶端与所述作动连接轴固定连接；所述作动端Z轴衍架连接件的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有U形槽，该四个U形槽用于与四个上方的所述衍架梁顶部铰接；
所述固定端Z轴衍架连接件包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴；所述固定端Z轴衍架连接件的连接轴底端与所述衍架支撑平台固定连接；所述固定端Z轴衍架连接件的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有U形槽，该四个U形槽用于与四个下方的所述衍架梁底部铰接；
作动端Z轴衍架连接件和固定端Z轴衍架连接件的连接轴共轴线设置，动端Z轴衍架连接件和固定端Z轴衍架连接件的连接架上下对应设置。
进一步地，所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件均在竖直面内上下对称设置有U形槽；所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件上部的U形槽分别与四个上方的所述衍架梁底部铰接；所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件下部的U形槽分别与四个下方的所述衍架梁顶部铰接。
进一步地，所述衍架梁通过替换不同长度以实现非对称多轴应力加载。
进一步地，所述多轴衍架设置轴承结构以减少摩擦阻力。
进一步地，所述多轴衍架的所有铰接采用销孔连接方式；所述楔形夹具压块和/或楔形夹具平台的夹持面设置有防滑斜纹。
本发明的有益效果是：
(一)本发明的多轴力学试验系统构造了安全可靠的高温液态铅铋环境箱体，使用了动静密封结合的密封方法，将金属波纹管动密封、多种标准密封及金属绕丝石墨垫片密封等密封手段合理地运用到了铅秘环境多轴应力腐蚀装置上，配合完善的气路控制，保证了试验机安全，防止了气体泄漏对试验结果造成影响，极大程度上降低液态铅秘环境腐蚀疲劳测试装置的复杂程度，满足铁/马、ODS，奥氏体钢等合金的特殊试验需求。
(二)本发明的多轴衍架应力腐蚀模块可以在单轴试验机通过轴向加载实现在水平面上的多轴应力加载状态，配合设计衍架平台进行固定，相对于市面上的铅铋环境的试验机，本发明结构轻巧，适配性高，同时本发明中的衍架梁可以换成长度不同的衍架梁来达到非对称的多轴应力加载，衍架连接件可以根据不同的试验试验需求进行尺寸设计数量的增减，从而实现试样复杂多轴的应力加载。
综上，本发明大幅降低设备的成本，并简化设备结构；能够用于多轴应力腐蚀试验，搭配加热机构以及完备的气路控制，可以适配卧式单轴试验机结构也同样可以适配立式单轴试验结构；并且可为堆内结构材料的力学试验提供安全可靠的液态铅铋环境。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供装置中液态铅铋环境模块、供气模块的结构示意图；
图3为本发明的实施例所提供装置中多轴衍架模块的结构示意图；
图4为本发明的实施例所提供装置中试样夹持状态图；
图5为本发明的实施例所提供装置中控制模块的结构示意图。
上述图中：1-加载系统；2-支反力柱；3-多轴衍架，301-作动端Z轴连接件，302-衍架梁，303-Y轴衍架连接件，304-X轴衍架连接件，305-固定端Z轴衍架连接件，306-楔形夹具压块；4-衍架平台支撑杆；5-金属腔体，501-金属腔体上端法兰，502-液态金属管路，503-金属绕丝石墨垫片；6-加热机构；7-底部支座；8-衍架支撑平台；9-双立柱；10-金属腔体上盖，1001-KF真空法兰，1002-出气管路，1003-单向阀，1004-金属波纹管，1005-作动连接轴，1006-CF真空法兰组件，1007-KF真空法兰组件，1008-CF法兰接管，1009-KF法兰接管，1010-进气管路；11-氧浓度传感器；12-作动连接轴固定夹具；13-热电偶；14-升降平台。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1所示，本发明的实施例提供了一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，该装置应用于单轴力学试验机，包括：试验机模块、液态铅铋环境模块、供气模块、控制模块和多轴衍架模块。上述模块共同作用，实现高温铅铋环境下单轴力学试验机的多轴应力腐蚀测试。
试验机模块包括底部支座7、双立柱9、升降平台14、加载系统1。
双立柱9包括两根相互平行设置的立式柱体，双立柱9底部固定于底部支座7、顶部安装升降平台14。升降平台14包括滚珠丝杠作动组件，滚珠丝杠作动组件由独立驱动装置调节，从而实现升降平台14沿双立柱9的上下移动。加载系统1安装于升降平台14，并随着升降平台14一同进行上下移动；加载系统1包括伺服电机和电动缸，电动缸由伺服电机驱动。
液态铅铋环境模块包括金属腔体5、加热机构6、支反力柱2、金属腔体上盖10，能够使试验在30-600℃下稳定进行，并保证良好的密封性。
金属腔体5及其外部的加热机构6固定在底部支座7上表面，且位于双立柱9之间。
请结合参见图2所示，金属腔体5优选采用耐腐蚀410不锈钢材质切割而成，包括顶部敞口的圆筒状结构，其尺寸根据试验机结构而定。金属腔体5顶部外沿设置有与其一体成型的金属腔体上端法兰501，金属腔体上端法兰501用于法兰连接金属腔体上盖10。金属绕丝石墨垫片503设置在金属腔体上端法兰501顶面的凹槽中，用于在金属腔体上端法兰501和金属腔体上盖10之间形成密封。金属腔体5底部设置有液态金属管路502，液态金属管路502与金属腔体5内部连通，并且通过底部支座7预设的通孔延伸至装置外部，用于排出金属腔体5内的液态金属。
加热机构6优选设置为对开式结构，从周向对金属腔体5进行加热，不仅能够得到更好的加热效果，并且拆装也更加便捷。
金属腔体上盖10通过两根支反力柱2固定于升降平台14下方，能够随升降平台14的上下移动进行升降。每根支反力柱2的上端穿过升降平台14预设的通孔后安装螺母、下端设置有四个通孔用于与金属腔体上盖10设置的沉头螺纹孔通过螺栓连接。
金属腔体上盖10的中心位置设置有KF法兰接管1009，KF法兰接管1009通过金属波纹管1004与作动连接轴1005连接，并使作动连接轴1005穿过金属腔体上盖10。金属波纹管104上端与作动连接轴1005真空焊接、下端设置有KF法兰与KF法兰接管1009形成KF真空密封，保证了试验机作动方向的动密封。作动连接轴1005顶端通过作动连接轴固定夹具12与加载系统1连接、底端与多轴衍架3连接。
供气模块包括进气管路1010、出气管路1002、单向阀1003以及相应的密封组件，为实现控氧液态铅铋环境提供适宜且安全的气体环境。
进气管路1010、出气管路1002均设置在金属腔体上盖10，并且将金属腔体5内部与外界连通。进气管路1010用于向金属腔体5中通入氩气、氧气、氩气/氢气混合气体，出气管路1022用于将金属腔体5中的混合气体排出收集处理。
进气管路1010和出气管路1002均选用耐腐蚀的410不锈钢管，且两者的设置位置至少间隔90°，不影响装配的情况下尽可能靠近金属腔体5内壁，这种位置的设置方式可以保证气体在金属腔体5内最大的滞留时间，进而更好的通过气体控制金属腔体5内氧浓度。
进气管路1010顶部与CF真空法兰组件1006进行真空焊接，并且其上部与设置在金属腔体上盖10的CF法兰接管1008形成CF法兰真空密封；CF真空法兰组件1006的法兰部分与CF法兰接管1008的法兰部分采用法兰螺纹连接。由于进气管路1010不需要经常拆卸，故而选择静态密封效果更好的CF法兰密封。另外，进气管路1010长度设置需要保证其能够没入金属腔体5内部2/3高度处，以使靠近试样位置的液态金属氧浓度最先改变，减少由于气体扩散滞后带来的影响。
出气管路1002焊接于金属腔体上盖10，并且外接单向阀1003(即单向阀1003设置在出气管路1002位于金属腔体5外部的一端)，可以防止气体回流影响金属腔体5内的气体浓度。
控制模块包括氧浓度传感器11、热电偶13、温度控制器、PLC，用于实现铅铋环境氧浓度控制以及温度控制。
请结合参见图2和图5所示，氧浓度传感器11下端通过CF真空法兰1001与设置金属腔体上盖形成CF真空密封。氧浓度传感器11的设置位置尽量靠近作动连接轴1005，从而保证测量位置更贴近试样。氧浓度传感器11检测金属腔体5内氧浓度并将数据传输给PLC，通过PLC设置的程序控制进气管路1010的电磁阀开度，使金属腔体5内氧浓度稳定在设定值。
热电偶13与金属腔体上盖10的KF法兰接管1007组合形成KF真空密封。热电偶13将金属腔体5中的温度响应至温度控制器，温度控制器通过对加热机构6中陶瓷加热丝的开闭，使温度稳定在设定值。
多轴衍架模块主要包括多轴衍架3、衍架支撑平台8、衍架平台支撑杆4，衍架支撑平台8通过衍架平台支撑杆4固定连接在金属腔体上盖10下方，保证试验加载的可靠性。四根衍架平台支撑杆4上端外螺纹分别与金属腔体上盖10的四个环向均布的螺纹盲孔紧固连接；四根衍架平台支撑杆4下端分别穿过衍架固定平台8设置的四个通孔，并通过下端外螺纹与螺母紧固连接。
请结合参见图3和图4所示，多轴衍架3至少由一个作动端Z轴衍架连接件301、八个相同的衍架梁302、两个相同的Y轴衍架连接件303、两个相同的X轴衍架连接件304、一个固定端Z轴衍架连接件305、四个相同的楔形夹具压块306构成，其能够通过单轴方向的拉伸和压缩来实现试样多轴应力状态，实现复杂应力加载腐蚀。
作动端Z轴衍架连接件301包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴。作动端Z轴衍架连接件301的连接轴顶端与作动连接轴105底部通过内外螺纹进行紧固连接。作动端Z轴衍架连接件301的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有U形槽，该四个U形槽用于与四个上方的衍架梁302顶部铰接。
固定端Z轴衍架连接件305包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴。固定端Z轴衍架连接件305的连接轴底端穿过衍架支撑平台8中心的通孔，并通过底端外螺纹与螺母紧固连接。固定端Z轴衍架连接件305的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有U形槽，该四个U形槽用于与四个下方的衍架梁302底部铰接。
作动端Z轴衍架连接件301和固定端Z轴衍架连接件305上下对应设置，并且两者的连接轴共轴线设置。
四个上方的衍架梁302和四个下方的衍架梁302之间连接两个X轴衍架连接件304和两个Y轴衍架连接件303；其中，两个X轴衍架连接件304在水平面内对称设置，两个Y轴衍架连接件303在水平内对称设置。
X轴衍架连接件304和Y轴衍架连接件303均在竖直面内上下对称设置有U形槽。X轴衍架连接件304和Y轴衍架连接件303上部的U形槽分别与四个上方的衍架梁302底部铰接。X轴衍架连接件304和Y轴衍架连接件303下部的U形槽分别与四个下方的衍架梁302顶部铰接。
多轴衍架3的所有铰接优选采用销孔连接方式，可以保证衍架梁302和各个衍架连接件的活动配合，可以减少在衍架变形过程中的摩擦阻力，同时利用销孔放入紧固零件可以防止在试验过程中衍架梁302的滑脱。
两个X轴衍架连接件304的相对面、两个Y轴衍架连接件303的相对面均设置有楔形夹具平台。优选地，楔形夹具平台与上下两个U形槽连接区段之间设置有加强部，以此来保证连接的强度。四个楔形夹具平台上部均连接有楔形夹具压块306，楔形夹具压块306与楔形夹具平台均开设四个螺纹通孔，每个楔形夹具压块306均通过四个螺栓与其对应的楔形夹具平台连接。试样夹持时，四个螺栓穿过楔形夹具压块306的四个通孔，然后与X轴衍架连接件304和Y轴衍架连接件303的楔形夹具平台进行紧固，通过楔形夹具压块306的压紧完成对试样的可靠夹持。优选地，楔形夹具压块306和楔形夹具平台的夹持面设置斜向45°的防滑斜纹，进一步加强夹持的可靠性。
作为一种可选的实施方式，衍架梁302可以替换不同长度以达到非对称多轴应力加载，衍架连接件可以根据不同的试验需求进行尺寸设计数量的增减，从而实现对试样的单轴或者多轴的应力加载。
作为一种可选的实施方式，多轴衍架3加入轴承结构可以进一步减少摩擦阻力，保证加载力的准确性。
作为扩展的实施方式，在多轴衍架3形成的空间中可以设置各种环境附件，包括但不限于腐蚀环境、高温环境、惰性气体环境、临氢环境等。
本发明提供一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，围绕PLC对气体流量进行控制以及高温密封的金属腔体对试验氧浓度的控制，围绕温度传感器对液态金属温度进行控制，围绕多轴衍架结构实现单轴加载形势下的多轴应力状态进行多轴应力腐蚀试验。
下面参照结构简图，结合上述结构说明，对本发明的液态铅秘环境多轴应力腐蚀装置的使用进行描述。
先将多轴试样通过X轴衍架连接件304、Y轴衍架连接件303和楔形夹具压块306进行夹持，然后将X轴衍架连接件304、Y轴衍架连接件303、作动端Z轴衍架连接件301、固定端Z轴衍架连接件305与衍架梁302进行销孔连接，保证连接的可靠性。
然后将固定端Z轴衍架连接件305下端与衍架支撑平台8进行螺栓螺母紧固连接，作动端Z轴衍架连接件301上端与作动连接轴105进行螺纹连接。
之后将热电偶13、进气管路1010、出气管路1002、氧浓度传感器11与金属腔体上盖10相应密封位置进行组装配合，保证气体气路的密封性。通过升降平台14的升降将多轴衍架3浸没至金属腔体5内，开启加热机构6升温至180℃，将小块铅铋共晶合金放入金属腔体5中，等待其全部融化，然后并将金属腔体5与金属腔体上盖10进行密封装配。
开始实验前，由进气管路1010向金属腔体5通入氩气进行洗刷气约1-3min，关闭氩气进气管，开始通入氩/氢气混合器进气管，氧浓度传感器11将金属腔体5内氧气浓度实时反馈至电信号采集器和PLC，同时打开PLC通过设定的程序控制氩气、氩/氢混合气和氧气气路的电磁阀开关进行自动控制，待到显示电压值均到达需要的氧浓度。
最后打开加热控制系统，同时通过热电偶13测量金属腔体5内温度，将其信号反馈至温度控制器，通过控制加热机构6间断加热，自动调节温度值稳定在设定值(25-600℃)。
试验过程中，一旦金属腔体5外壁的气体浓度检测装置检测到异常气体，立即切断加热电源，关闭氩/氢混合气和氧气入口阀门，向金属腔体5内中通入大量氩气保证安全。
可见，本发明的液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置具备以下特点：
1、适用于高温和液态金属等严苛环境，并能够通过衍架结构实现多轴应力加载的力学测试，极大程度上降低了市场上液态铅铋试验机复杂程度，弥补了铅铋环境下多轴应力腐蚀装置的空白，进而大量减少了试验装置搭建成本，同时可以更好的利用现有的铅铋环境下单轴力学试验机。
2、适用于复杂多轴应力加载的衍架结构，通过对衍架梁以及衍架连接结构的调整可以实现多轴对称和非对称环境的应力加载，并通过力学物理定律对单轴施加的力进行矢量分解可以得到较为准确的加载力值，使后续试验数据的处理更加可靠真实，便于得到更好的力学模型指导工程应用。
3、适用于高温铅铋试验环境下氧浓度控制的方法，通过采集氧浓度传感器数据反馈给PLC，并通PLC控制氩气、氩/氢混合气和氧气电磁阀的开关进行铅铋氧浓度的控制，以达到试验所需要的氧浓度环境。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，包括试验机模块、液态铅铋环境模块、供气模块、控制模块和多轴衍架模块；
所述试验机模块包括底部支座，所述底部支座通过双立柱连接有升降平台，所述升降平台能够沿所述双立柱进行上下移动，所述升降平台固定安装有加载系统；
所述液态铅铋环境模块包括固定在所述底部支座之上的金属腔体，所述金属腔体外部设置有加热机构，所述加热机构用于对所述金属腔体加热；所述金属腔体内部用于容纳液态金属，底部连通有液态金属管路；所述金属腔体上方设置有金属腔体上盖，所述金属腔体上盖通过支反力柱固定于所述升降平台下方，能够随所述升降平台的上下移动进行升降；所述金属腔体上盖能够与所述金属腔体顶部通过法兰连接；所述金属腔体上盖的中心穿过作动连接轴，所述作动连接轴与所述金属腔体上盖形成动密封；所述作动连接轴顶端通过作动连接轴固定夹具与所述加载系统连接、底端与所述多轴衍架模块连接；
供气模块包括设置在所述金属腔体上盖的进气管路和出气管路，所述出气管路外接单向阀；
所述控制模块包括设置在所述金属腔体上盖的氧浓度传感器和热电偶，所述氧浓度传感器用于检测所述金属腔体内的氧浓度并将数据传输给PLC，通过PLC设置的程序控制所述进气管路的电磁阀开度，使所述金属腔体内的氧浓度稳定在设定值；所述热电偶将所述金属腔体内的温度响应至温度控制器，所述温度控制器通过对所述加热机构的开闭，使所述金属腔体内的温度稳定在设定值；
所述多轴衍架模块主要包括多轴衍架，所述多轴衍架安装在衍架支撑平台上，所述衍架支撑平台通过所述衍架平台支撑杆固定连接在所述金属腔体上盖下方；
所述多轴衍架包括一个作动端Z轴衍架连接件、八个相同的衍架梁、两个相同的Y轴衍架连接件、两个相同的X轴衍架连接件、一个固定端Z轴衍架连接件、四个相同的楔形夹具压块；
所述作动端Z轴衍架连接件和固定端Z轴衍架连接件上下对应设置；所述作动端Z轴衍架连接件顶端与所述作动连接轴固定连接，并且与四个上方的所述衍架梁顶部铰接；所述固定端Z轴衍架底端与所述衍架支撑平台固定连接，并且与四个下方的所述衍架梁底部铰接；四个上方的所述衍架梁和四个下方的所述衍架梁之间连接两个X轴衍架连接件3和两个Y轴衍架连接件；其中，两个所述X轴衍架连接件在水平面内对称设置，两个所述Y轴衍架连接件在水平内对称设置；所述X轴衍架连接件的上部和所述Y轴衍架连接件的上部分别与四个上方的衍架梁的底端铰接；所述X轴衍架连接件的上部和所述Y轴衍架连接件的下部分别与四个下方的衍架梁的顶端铰接；
两个所述X轴衍架连接件的相对面、两个所述Y轴衍架连接件的相对面均设置有楔形夹具平台；四个所述楔形夹具平台上部均连接有楔形夹具压块，所述楔形夹具压块通过螺栓与其对应的楔形夹具平台连接，通过所述楔形夹具压块的压紧实现对试样的夹持。
2.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述加热机构为对开式结构；所述金属腔体顶部设置有金属绕丝石墨垫片，以在所述金属腔体顶部与所述金属腔体上盖之间形成密封。
3.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述金属腔体上盖的中心位置设置有KF法兰接管，所述KF法兰接管通过金属波纹管与所述作动连接轴连接；所述金属波纹管上端与所述作动连接轴真空焊接、下端与所述KF法兰接管形成KF真空密封。
4.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，所述进气管路与所述金属腔体上盖之间采用CF法兰密封，所述出气管路焊接于所述金属腔体上盖；
所述进气管路和所述出气管路在所述金属腔体上盖的布置至少间隔90°，且不影响装配的情况下尽可能靠近所述金属腔体内壁；
所述进气管路的长度设置使其能够没入所述金属腔体内部2/3高度处。
5.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述氧浓度传感器下端与金属腔体上盖形成CF真空密封，所述热电偶与所述金属腔体上盖形成KF真空密封。
6.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述作动端Z轴衍架连接件包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴；所述作动端Z轴衍架连接件的连接轴顶端与所述作动连接轴固定连接；所述作动端Z轴衍架连接件的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有U形槽，该四个U形槽用于与四个上方的所述衍架梁顶部铰接；
所述固定端Z轴衍架连接件包括水平设置的连接架和竖直设置的连接轴；所述固定端Z轴衍架连接件的连接轴底端与所述衍架支撑平台固定连接；所述固定端Z轴衍架连接件的连接架在水平面内的四个垂直方向分别设置有U形槽，该四个U形槽用于与四个下方的所述衍架梁底部铰接；
作动端Z轴衍架连接件和固定端Z轴衍架连接件的连接轴共轴线设置，动端Z轴衍架连接件和固定端Z轴衍架连接件的连接架上下对应设置。
7.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件均在竖直面内上下对称设置有U形槽；所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件上部的U形槽分别与四个上方的所述衍架梁底部铰接；所述X轴衍架连接件和所述Y轴衍架连接件下部的U形槽分别与四个下方的所述衍架梁顶部铰接。
8.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述衍架梁通过替换不同长度以实现非对称多轴应力加载。
9.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述多轴衍架设置轴承结构以减少摩擦阻力。
10.根据权利要求1所述的一种液态铅秘环境下的多轴应力腐蚀装置，其特征在于，所述多轴衍架的所有铰接采用销孔连接方式；所述楔形夹具压块和/或楔形夹具平台的夹持面设置有防滑斜纹。
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