CN202141648U - 具有惰性气体保护功能的微型试样力学性能测试装置 - Google Patents

具有惰性气体保护功能的微型试样力学性能测试装置 Download PDF

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陆道纲
钱昕
马雁
郁刚
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Abstract

本实用新型公开了属于材料的力学性能测试设备范围的一种具有气体保护功能的微型试样力学性能测试装置。该装置是在蠕变机机架的中下部设置一个平台，平台上面固定上夹具支架、冷却水箱，石英钟罩套在上夹具支架外面，石英钟罩插入O型圈中实现石英钟罩与平台的密封；平台下表面密封焊接波纹管，波纹管再与密封平板密封焊接，密封平板分别与充气阀、抽气阀及下夹具密封固定，引伸计传感器不固定于密封平台，分别再通过小波纹管密封，形成一个具有真空和充气性能的材料力学性能测试保护装置。本实用新型使高温蠕变试样在惰性气氛或还原气氛下，不氧化、变脆，得到最好的保护，可以真实反应出材料的力学性能，本装置安装方便，密封性好。

Description

具有惰性气体保护功能的微型试样力学性能测试装置
技术领域
本实用新型属于材料的高温力学性能测试设备范围，特别涉及一种具有惰性气体保护防止高温氧化功能的微型试样力学性能测试装置。
背景技术
现有高温蠕变持久强度试验机，蠕变机有上下两个夹具，中间为一包裹保温层的高温炉，该高温炉温度可达1100℃，上夹具固定不动，下夹具可以上下移动。但是由于置于大气环境中，试样容易高温氧化影响最后的试验数据。且现在很多核材料的力学性能测试都不是采用常规试样，而是采用微型片状或柱状试样，小试样体积小，而相对于外界接触的面积大，试验数据将会受到试样氧化的极大影响，难以真实反映出材料的真实力学性能。如果采用真空的高温蠕变机，则可以达到防止试样的氧化，但是这样设备造价昂贵。所以，希望在常规的高温蠕变持久强度试验机的基础上，增加一个惰性气体的保护装置，同样可以达到防止高温氧化的目的，相对真空蠕变机而言，造价也会大大降低。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术中在大气环境下进行高温力学性能测试，试样易氧化，难以真实反应出材料的力学性能的不足而提供一种具有气体保护功能的微型试样力学性能测试装置，其特征在于，该装置是在蠕变机机架1中下部设置一个平台18，平台18中心设置一个圆孔；上夹具支架5做成一个门梁状，安装于平台18上圆孔边缘，平台18上有一圈冷却水箱11，冷却水箱11内环装有一层O型密封圈10，石英钟罩4套在上夹具支架5外面，石英钟罩4插入O型圈10中，O型密封圈起密封和固定的作用；平台18下表面密封焊接波纹管13，波纹管13再与密封平板19密封焊接，在密封平板19下面分别连接充气阀15和抽气阀14，抽气阀14接通机械泵；在抽气阀14和密封平板19的管路上连接出气阀16，与出气阀16连接的出气管插入透明容器17中的液体中，用于监测气体流量；下夹具9密封固定密封平板19的中心，引伸计传感器12在密封平台19上也分别通过4个小的波纹管密封在下夹具9旁边；上夹具7由固定螺栓6固定在上夹具支架5中心，3个热电偶3中2个固定在钟罩式高温炉2内表面、1个固定在试样8附近；试样8两端分别固定在上、下夹具上，钟罩式高温炉2套在石英钟罩4外面。
所述上、下夹具中心同轴。
所述充气阀所充气体为氩气、氮气、二氧化碳，氢气或氢气分别与氩气、氮气的混合气体。
所述试样8为片状或圆柱形。
本实用新型的有益效果是在现有高温蠕变持久强度试验机上加装真空抽气(低真空状态)和充气保护的装置，使高温蠕变试样得到最好的保护，在真空、惰性气氛或还原气氛下，不氧化、变脆，克服在大气环境下进行高温力学性能测试，试样易氧化，难以真实反应出材料的力学性能的不足，本装置安装方便，密封性好。
附图说明
图1为对微型试样进行气体保护的装置结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种具有气体保护功能的微型试样力学性能测试装置。该装置的结构如图1所示。图中，在蠕变机机架1中下部设置一个平台18，平台18中心设置一个圆孔；上夹具支架5做成一个门梁状，安装于平台18上圆孔边缘，平台18上有一圈冷却水箱11，冷却水箱11内环装有一层O型密封圈10，石英钟罩4套在上夹具支架5外面，石英钟罩4插入O型圈10中，O型密封圈起密封和固定的作用；平台18下表面密封焊接波纹管13，波纹管13再与密封平板19密封焊接，在密封平板19下面分别连接充气阀15和抽气阀14，抽气阀14接通机械泵；在抽气阀14和密封平板19的管路上连接出气阀16，与出气阀16连接的出气管插入透明容器17中的液体中，用于监测气体流量；下夹具9密封固定密封平板19的中心，引伸计传感器12在密封平台19上也分别通过4个小的波纹管分别密封在下夹具9旁边；上夹具7由固定螺栓6固定在上夹具支架5中心，3个热电偶3中2个固定在钟罩式高温炉2内表面，1个固定在试样8附近；试样8两端分别固定在上、下夹具上，上、下夹具中心必须同轴，钟罩式高温炉2套在石英钟罩4外面，对试样8进行外加热，试验时，首先通过抽气阀14对石英钟罩4抽真空到1-3Pa，而后向石英钟罩4内充入氩气、氮气、二氧化碳，氢气或氢气分别与氩气、氮气的混合气体等进行气体保护，冲洗次数需要3次及以上，之后打开出气阀16，观察透明容器17中液体内气泡，监测气体流量；然后加热，由3个热电偶3分别监控钟罩式高温炉2内温度和试样8附近的温度；由引伸计传感器12获取测试数据。
本实用新型的关键通过波纹管保证系统活动装置接口处的密封性能及改进上下夹具，使石英钟罩可以方便安装与拆卸。

Claims (4)

1.一种具有气体保护功能的微型试样力学性能测试装置，其特征在于，该装置是在蠕变机机架(1)中下部设置一个平台(18)，平台(18)中心设置一个圆孔；上夹具支架(5)做成一个门梁状，安装于平台(18)上圆孔边缘，平台(18)上有一圈冷却水箱(11)，冷却水箱(11)内环装有O型密封圈(10)，石英钟罩(4)套在上夹具支架(5)外面，石英钟罩(4)插入O型圈(10)中，O型密封圈起密封和固定的作用；平台(18)下表面密封焊接波纹管(13)，波纹管(13)再与密封平板(19)密封焊接，在密封平板(19)下面分别连接充气阀(15)和抽气阀(14)，抽气阀(14)接通机械泵；在抽气阀(14)和密封平板(19)的管路上连接出气阀(16)，与出气阀(16)连接的出气管插入透明容器(17)中的液体中；下夹具(9)密封固定密封平板(19)的中心，引伸计传感器(12)密封固定在下夹具(9)旁边；上夹具(7)由固定螺栓(6)固定在上夹具支架(5)中心，3个热电偶(3)中2个固定在钟罩式高温炉(2)内表面、1个固定在试样(8)附近；试样(8)两端分别固定在上、下夹具上，钟罩式高温炉(2)套在石英钟罩(4)外面。
2.根据权利要求1所述具有气体保护功能的微型试样力学性能测试装置，其特征在于，所述上、下夹具中心同轴。
3.根据权利要求1所述具有气体保护功能的微型试样力学性能测试装置，其特征在于，所述试样(8)为片状或圆柱形。
4.根据权利要求1所述具有气体保护功能的微型试样力学性能测试装置，其特征在于，所述充气阀所充气体为氩气、氮气、二氧化碳或氢气分别与氩气、氮气的混合气体。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103926159A (zh) * 2014-04-14 2014-07-16 北京工业大学 一种微焊点蠕变性能测试装置及使用方法
CN112284876A (zh) * 2020-08-14 2021-01-29 中国原子能科学研究院 一种用于蠕变试验的惰性气体保护箱

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