專利名稱：超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料高溫性能的測(cè)試領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種采用微小試樣的材料高溫性能的試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)能源的需 求越來越高，造成環(huán)境的污染也隨之加重，因此提高能源的利用效率、發(fā)展新型能源、減少有害氣體及溫室氣體的排放成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要支撐點(diǎn)。在研制新能源的同時(shí)，提高工業(yè)裝置的操作參數(shù)是提高現(xiàn)有能源的使用效率和物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率的最有效手段。因此，現(xiàn)代的發(fā)電、石油、化工和冶金等工業(yè)裝置都向著高溫、高壓、結(jié)構(gòu)大型化的趨勢(shì)發(fā)展。對(duì)于這些高溫、高壓、高溫腐蝕情況下服役的構(gòu)件，獲得其在役條件下材料的高溫性能，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)在役高溫結(jié)構(gòu)的剩余壽命，對(duì)于保證高溫結(jié)構(gòu)的完整性以及安全運(yùn)行具有重要意義。目前常規(guī)的高溫性能測(cè)試，所需要的試樣幾何尺寸比較大，如標(biāo)準(zhǔn)蠕變?cè)嚇映叽缭贗OOmm左右，會(huì)對(duì)在役結(jié)構(gòu)具有比較大的破壞性，因此導(dǎo)致無法直接從在役結(jié)構(gòu)取樣。此外，由于高溫結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜，其接頭部位往往采用焊接結(jié)構(gòu)制造而成，而在高溫服役的情況，易在接頭的熱影響區(qū)發(fā)生早期失效，對(duì)高溫結(jié)構(gòu)的壽命具有重要影響。由于熱影響區(qū)尺寸比較小，無法采用常規(guī)高溫性能測(cè)試方法，獲得其性能。因此減少取樣對(duì)在役結(jié)構(gòu)的破壞就成了研究重點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)試不足，針對(duì)高溫下的在役結(jié)構(gòu)、微區(qū)結(jié)構(gòu)，提供一種在高溫下利用微型試樣測(cè)試材料性能的試驗(yàn)機(jī)，用以獲得材料的各種高溫性能，對(duì)高溫結(jié)構(gòu)的剩余壽命蠕變以及安全運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行評(píng)估。該試驗(yàn)機(jī)操作方便，試驗(yàn)溫度均勻，試驗(yàn)精度高，可以實(shí)現(xiàn)材料多種高溫性能的測(cè)試如高溫蠕變性能、高溫松弛性能、高溫蠕變疲勞性能以及高溫?cái)嗔秧g性等，成本低。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、高溫氣體保護(hù)系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、加載裝置和水冷系統(tǒng)，其中機(jī)架包括底板、中臺(tái)板、上橫梁以及連接它們的立柱支撐，其中底板用于安裝和固定伺服電機(jī)和減速機(jī)；中臺(tái)板用于安裝和固定傳感器和流量計(jì)；上橫梁用于和上加載桿固定連接；立柱支撐用于將底板、中臺(tái)板和上橫梁的連接和加固；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、減速機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中伺服電機(jī)用于產(chǎn)生加載的原始動(dòng)力，經(jīng)過減速機(jī)后通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)向傳動(dòng)桿輸出動(dòng)力；溫控系統(tǒng)包括加熱爐、熱電偶、固定套和溫度控制器，其中加熱爐用于產(chǎn)生高溫環(huán)境，爐腔內(nèi)設(shè)置加載系統(tǒng)和石英管，采用立式、對(duì)開式管式爐；固定套用于安裝和固定加熱爐，其一端可與加熱爐固定，另一端和機(jī)架的立柱連接在一起；熱電偶的一端穿過下密封套筒進(jìn)入石英管中靠近試樣放置位置的地方，另一端與溫度控制器相連；溫度控制器根據(jù)熱電偶采集的溫度信號(hào)，對(duì)加熱爐的加熱進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)爐腔溫度的控制；高溫氣體保護(hù)系統(tǒng)包括上密封套筒、下密封套筒、石英管、氣瓶和流量計(jì)，其中上密封套筒、下密封套筒分別設(shè)置上下加載桿上，且與石英管的兩端相連；石英管的長(zhǎng)度稍大于加熱爐的爐腔長(zhǎng)度；氣瓶中充滿惰性氣體，例如氮?dú)饣蛘吆饣蛘邭鍤?，通過氣體管路和流量計(jì)通過下密封套筒的氣體流入孔進(jìn)行石英管內(nèi)，由于在測(cè)試過程中試樣一直處于高溫環(huán)境中，為避免試樣的氧化，需要在整個(gè)測(cè)試過程中保持一定的氣體流速，以減少或者排除氧氣的影響；由于惰性氣體是自下而上地充斥石英管，需要保證下密封套筒緊密連接的同時(shí)，上密封套筒與上加載桿的連接可以保證氣體的流出；流量計(jì)根據(jù)需要調(diào)整惰性氣體的流入量；加載裝置包括上下加載桿、壓桿、壓球、鎖緊螺母、導(dǎo)向塊、上下固定平臺(tái)和加載桿連接夾具，其中上加載桿的一端固定在上橫梁上，另一端穿過上密封套筒進(jìn)入石英管內(nèi)部再與壓桿相連；壓桿穿過鎖緊螺母和導(dǎo)向塊，與上固定平臺(tái)相接觸，其頂端與壓球相接觸；
壓球位于待測(cè)試試樣的表面上，且與壓桿的頂端和上固定平臺(tái)相接觸，一般采用陶瓷制作而成，耐高溫，具有較高的硬度，不易發(fā)生變形；在上下固定平臺(tái)之間放置待測(cè)試的試樣，并通過鎖緊螺母和加載桿連接夾具固定在一起，加載桿連接夾具通過螺紋連接在下加載桿上，下加載桿穿過下密封套筒與傳動(dòng)桿相連，加載桿連接夾具上設(shè)置有夾具進(jìn)氣孔，以實(shí)現(xiàn)惰性氣體進(jìn)行夾具，為測(cè)試提供惰性氣體氛圍；水冷系統(tǒng)包括水箱、水泵、循環(huán)管路和傳動(dòng)桿，由于加熱爐實(shí)施加熱時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)和加載系統(tǒng)的金屬部分都會(huì)難以避免地產(chǎn)生升溫現(xiàn)象，這一現(xiàn)象會(huì)對(duì)位于整個(gè)試驗(yàn)機(jī)底部的傳感器產(chǎn)生不利影響，故在位于傳感器之上的傳動(dòng)桿上設(shè)置進(jìn)水和出水口，通過水箱、水泵和循環(huán)管路實(shí)現(xiàn)水循環(huán)對(duì)傳動(dòng)桿的降溫，避免溫度升高對(duì)下部傳感器的影響；測(cè)量控制系統(tǒng)包括測(cè)量控制器、載荷傳感器、位移傳感器和數(shù)據(jù)采集卡，其中載荷傳感器為高精度載荷傳感器，加載精度為試驗(yàn)力的I %左右，直接與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，通過導(dǎo)線與測(cè)量控制器相連以采集加載載荷的信息；位移傳感器采用線性差動(dòng)位移傳感器，其固定在中臺(tái)板上，測(cè)量頭垂直接觸固定在傳動(dòng)桿上的測(cè)量片，同時(shí)位移傳感器通過導(dǎo)線與測(cè)量控制器相連，以采集位移的信息；測(cè)量控制器用于采集載荷和位移的信息，并反饋控制伺服電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)載荷和位移的控制；測(cè)量控制器與數(shù)據(jù)采集卡相連，既可以實(shí)現(xiàn)在電腦屏幕上的時(shí)時(shí)顯示，又可以對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。整個(gè)試驗(yàn)機(jī)中還可以設(shè)置隔熱板，所述隔熱板位于加熱爐的上方，降低熱輻射對(duì)機(jī)器影響。采用伺服電機(jī)加載一方面可以保證加載的穩(wěn)定性，控制精度比較高，傳動(dòng)平穩(wěn)，可以保證測(cè)試系統(tǒng)的精度；另一方面，可以實(shí)現(xiàn)功能多樣化，由于采用伺服電機(jī)，本試驗(yàn)機(jī)不僅可以給定恒定的力值來測(cè)試蠕變性能，給定恒定的變形測(cè)試蠕變松弛性能，給定加載速率測(cè)定高溫?cái)嗔秧g性以及改變載荷波形測(cè)定材料的蠕變疲勞性能，使本試驗(yàn)機(jī)具有更廣泛的適用性。加載方式為頂部垂直加載，加載時(shí)，伺服電機(jī)根據(jù)控制指令，控制傳動(dòng)桿向上移動(dòng)，與之相連的下加載桿也向上移動(dòng)，使得壓桿上端和上加載桿下端相接觸。上加載桿端通過螺栓固定與上橫梁。因此，使得壓桿下端擠壓壓球，進(jìn)而沖壓試樣。試驗(yàn)未開始時(shí)，首先裝入試樣，把熱電偶固定到試樣上，隨后裝石英管。打開氣體瓶，通入氣體，調(diào)節(jié)流量計(jì)控制氣體流量，使石英管內(nèi)充滿保護(hù)氣體。根據(jù)測(cè)試溫度，控制大氣爐升到指定溫度，保溫一定時(shí)間后，開始加載。試驗(yàn)過程中，試樣的變形情況，通過位移傳感器測(cè)得傳動(dòng)桿的移動(dòng)，進(jìn)而測(cè)得試樣的變形，并通過數(shù)據(jù)線傳遞給測(cè)量控制器，測(cè)量控制器與計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡相連，傳遞數(shù)據(jù)到電腦，實(shí)時(shí)顯示試樣變形情況，并可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及后續(xù)處理等。本實(shí)用新型的超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)，采用伺服電機(jī)加載，提高了加載的精度及穩(wěn)定性，采用了高溫氣體保護(hù)裝置，降低高溫氧化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，可以實(shí)現(xiàn)高溫下蠕變、松弛以及蠕變疲勞等多種性能的測(cè)量。開有通氣孔，使得保護(hù)氣體與試樣接觸，很好的防止測(cè)試過程中試樣氧化。恒溫大氣爐為對(duì)開式加熱爐，爐內(nèi)裝置以及試樣的安裝均比較方便，采用整體加熱的方法，可以很好保證試樣的溫度；同時(shí)電加熱爐通過懸臂裝置與立柱相連，方便試驗(yàn)操作。

圖I本實(shí)用新型試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2圖I中A部分的放大剖面圖。其中各個(gè)部件的標(biāo)號(hào)為1底板；2伺服電機(jī)；3左立柱；4減速機(jī)；5傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；6中臺(tái)板；7載荷傳感器；8流量計(jì)；9下密封套筒；10通氣管；11下加載桿；12加熱爐；13石英管；14上加載桿；15氣壓表；16上橫梁；17隔熱板；18上密封套筒；19加熱爐固定套；20熱電偶；21冷卻水進(jìn)出口 ；22傳動(dòng)桿；23測(cè)量片；24線性差動(dòng)位移傳感器；25右立柱；26下加載桿連接夾具；27夾具進(jìn)氣孔；28下固定平臺(tái)；29上固定平臺(tái)；30導(dǎo)向塊；31鎖緊螺母；32壓桿；33壓球；34試樣。圖3利用本實(shí)用新型的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行高溫性能測(cè)試的測(cè)試曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。本實(shí)用新型的超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、高溫氣體保護(hù)系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、加載裝置和水冷系統(tǒng)，其中機(jī)架包括底板I、中臺(tái)板6、上橫梁16以及連接它們的立柱支撐3和25，其中底板用于安裝和固定伺服電機(jī)和減速機(jī)；中臺(tái)板用于安裝和固定傳感器和流量計(jì)；上橫梁用于和上加載桿固定連接；立柱支撐用于將底板、中臺(tái)板和上橫梁的連接和加固；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括伺服電機(jī)2、減速機(jī)4和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5，其中伺服電機(jī)用于產(chǎn)生加載的原始動(dòng)力，經(jīng)過減速機(jī)后通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)向傳動(dòng)桿輸出動(dòng)力；加載裝置主要由下加載桿連接夾具26、夾具通氣孔27、下固定平臺(tái)28、上固定平臺(tái)29、定位塊30、鎖緊螺母31、壓桿32、壓球33組成，其中試樣34。本試驗(yàn)機(jī)加載方式為頂部垂直加載，如圖2所示。試樣32位于下固定平臺(tái)28和上固定平臺(tái)29之間，下固定平臺(tái)28開有倒角，防止試樣與其接觸的區(qū)域產(chǎn)生過大應(yīng)力集中。上下固定平臺(tái)通過定位塊30、鎖緊螺母31與下加載桿連接夾具26連接在一起，其中定位塊和鎖緊螺母主要起到固定上下平臺(tái)作用，防止測(cè)試過程中平臺(tái)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而可以防止試樣轉(zhuǎn)動(dòng)。下加載桿連接夾具通過螺紋和下加載桿11相連，其上開有通氣孔25，可以保證測(cè)試過程中，保護(hù)氣體從此進(jìn)入上下固定平臺(tái)與試樣相接觸，防止試樣高溫氧化。下加載桿11通過螺紋固定于傳動(dòng)桿21上，伺服電機(jī)通過控制傳動(dòng)桿進(jìn)而控制下加載桿移動(dòng)。壓桿30位于夾具的中心孔內(nèi)，位于壓球33的上方，壓球33直接與試樣接觸，位于上下固定平臺(tái)的中心孔中，正好對(duì)應(yīng)于試樣的中心區(qū)域。加載時(shí)，伺服電機(jī)根據(jù)控制指令，控制傳動(dòng)桿向上移動(dòng)，與之相連的下加載桿也向上移動(dòng)，使得沖桿32上端和上加載桿14下端相接觸。上加載桿14上端通過螺栓固定與上橫梁16。因此，使得壓桿下端擠壓壓球33，進(jìn)而沖壓試樣。壓球一般采用陶瓷制作而成，耐高溫，具有較高的硬度，不易發(fā)生變形。加載裝置與下加載桿位于石英管13內(nèi)。石英管13下端位于下密封套筒9之中，上端位于上密封套18之中，使得石英管內(nèi)部處于相對(duì)密封環(huán)境。下密封套9固定在傳動(dòng)桿21上，石英管位于加熱爐12中。石英管的長(zhǎng)度稍大于加熱爐的爐腔長(zhǎng)度；氣瓶中充滿惰性氣體，例如氮?dú)饣蛘吆饣蛘邭鍤猓ㄟ^氣體管路和流量計(jì)通過下密封套筒的氣體流入孔進(jìn)行石英管內(nèi)，由于在測(cè)試過程中試樣一直處于高溫環(huán)境中，為避免試樣的氧化，需要在整個(gè)測(cè)試過程中保持一定的氣體流速，以減少或者排除氧氣的影響；由于惰性氣體是自下而上地充斥石英管，需要保證下密封套筒緊密連接的同時(shí)，上密封套筒與上加載桿的連接可以保證氣體的流出；流量計(jì)根據(jù)需要調(diào)整惰性氣體的流入量。加熱爐12采用立式、對(duì)開式管式爐，采用整體加熱，通過固定套19固定于右立柱25上，防止其上下移動(dòng)，且固定套采用懸臂固定裝置，與大氣爐之間通過轉(zhuǎn)軸相連，大氣爐和固定套之間可以轉(zhuǎn)動(dòng)，方便試驗(yàn)操作。熱電偶20置于石英管內(nèi)部，靠近試樣的位置，測(cè)量測(cè)試過程中石英管內(nèi)試樣處的實(shí)際溫度，熱電偶與溫度控制器相連，對(duì)加熱爐的加熱進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)爐腔溫度的控制。整個(gè)測(cè)試過程中要處于保護(hù)氣氛下，保護(hù)氣體由氣瓶中通過氣壓表15中流出，氣壓表用來控制氣體的通斷，并實(shí)時(shí)顯示氣體剩余量，利于及時(shí)更換氣瓶。氣體通過通氣管10與流量計(jì)8相連，流量計(jì)8用以控制氣體流量。氣體通過流量計(jì)以后，直接進(jìn)入從下密封套通的進(jìn)氣孔進(jìn)入石英管內(nèi)部，使得氣體充滿密封的石英管，并通過夾具進(jìn)氣孔27，以實(shí)現(xiàn)惰性氣體進(jìn)行夾具，為測(cè)試提供惰性氣體氛圍從而使試樣在測(cè)試過程中處于保護(hù)氣氛中。由于在高溫情況下，加熱爐會(huì)產(chǎn)生熱輻射，測(cè)試系統(tǒng)中還配備冷卻系統(tǒng)，水箱、水管、和冷卻水可以在測(cè)試過程中實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)，在位于傳感器之上的傳動(dòng)桿上設(shè)置進(jìn)水和出水口，通過水箱、水泵和循環(huán)管路實(shí)現(xiàn)水循環(huán)對(duì)傳動(dòng)桿的降溫，對(duì)傳動(dòng)桿以及和其相連的傳感器進(jìn)行循環(huán)水冷，降低溫度對(duì)傳感器的影響，保證試驗(yàn)精度。同時(shí)隔熱板17位于大氣爐的上方，降低熱輻射對(duì)機(jī)器影響。測(cè)量控制系統(tǒng)包括測(cè)量控制器、載荷傳感器7、位移傳感器24和數(shù)據(jù)采集卡，其中載荷傳感器為高精度載荷傳感器，加載精度為試驗(yàn)力的I %左右，直接與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，通過導(dǎo)線與測(cè)量控制器相連以采集加載載荷的信息；位移傳感器24采用線性差動(dòng)位移傳感器，其固定在中臺(tái)板上，測(cè)量頭垂直接觸固定在傳動(dòng)桿上的測(cè)量片23，同時(shí)位移傳感器通過導(dǎo)線與測(cè)量控制器相連，以采集位移的信息；測(cè)量控制器用于采集載荷和位移的信息，并反饋控制伺服電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)載荷和位移的控制；測(cè)量控制器與數(shù)據(jù)采集卡相連，既可以實(shí)現(xiàn)在電腦屏幕上的時(shí)時(shí)顯示，又可以對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。采用伺服電機(jī)加載一方面可以保證加載的穩(wěn)定性，控制精度比較高，傳動(dòng)平穩(wěn)，可以保證測(cè)試系統(tǒng)的精度；另一方面，可以實(shí)現(xiàn)功能多樣化，由于采用伺服電機(jī)，本試驗(yàn)機(jī)不僅可以給定恒定的力值來測(cè)試蠕變性能，給定恒定的變形測(cè)試蠕變松弛性能，給定加載速、率測(cè)定高溫?cái)嗔秧g性以及改變載荷波形測(cè)定材料的蠕變疲勞性能，使本試驗(yàn)機(jī)具有更廣泛的適用性。加載方式為頂部垂直加載，加載時(shí)，伺服電機(jī)根據(jù)控制指令，控制傳動(dòng)桿向上移動(dòng)，與之相連的下加載桿也向上移動(dòng)，使得壓桿上端和上加載桿下端相接觸。上加載桿端通過螺栓固定與上橫梁。因此，使得壓桿下端擠壓壓球，進(jìn)而沖壓試樣。試驗(yàn)未開始時(shí)，首先裝入試樣，把熱電偶固定到試樣上，隨后裝石英管。打開氣體瓶，通入氣體，調(diào)節(jié)流量計(jì)控制氣體流量，使石英管內(nèi)充滿保護(hù)氣體。根據(jù)測(cè)試溫度，控制大氣爐升到指定溫度，保溫一定時(shí)間后，開始加載。試驗(yàn)過程中，試樣的變形情況，通過位移傳感器測(cè)得傳動(dòng)桿的移動(dòng)，進(jìn)而測(cè)得試樣的變形，并通過數(shù)據(jù)線傳遞給測(cè)量控制器，測(cè)量控制器與計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡相連，傳遞數(shù)據(jù)到電腦，實(shí)時(shí)顯示試樣變形情況，并可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及后續(xù)處理
坐寸O利用本實(shí)用新型的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行微小試樣的高溫性能測(cè)試，試驗(yàn)的材料為超超臨界火電機(jī)組主蒸汽管道用鋼P(yáng)92鋼焊接接頭熱影響區(qū)。取樣時(shí)，平行于焊接方向，在接頭的熱影響區(qū)取樣。試樣為圓片狀試樣，尺寸為直徑為IOmm,厚度為O. 5mm,試樣表面的光潔度為
O.5 μ mo試驗(yàn)溫度為650°C，試驗(yàn)所施加的載荷為300N，附圖3顯示了試驗(yàn)過程中，利用位移傳感器測(cè)得試樣中心的撓曲變形隨著試驗(yàn)時(shí)間的變化情況。以上對(duì)本實(shí)用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本實(shí)用新型的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、高溫氣體保護(hù)系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、加載裝置和水冷系統(tǒng)，其中機(jī)架包括底板、中臺(tái)板、上橫梁以及連接它們的立柱支撐；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、減速機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其特征在于， 溫控系統(tǒng)包括加熱爐、熱電偶、固定套和溫度控制器，其中固定套一端與加熱爐固定，另一端和機(jī)架的立柱連接在一起；熱電偶的一端穿過下密封套筒進(jìn)入石英管中靠近試樣放置位置的地方，另一端與溫度控制器相連，向溫度控制器輸送爐腔溫度信號(hào)； 高溫氣體保護(hù)系統(tǒng)包括上密封套筒、下密封套筒、石英管、氣瓶和流量計(jì)，其中上密封套筒、下密封套筒分別設(shè)置上下加載桿上，且與石英管的兩端相連；石英管的長(zhǎng)度稍大于加熱爐的爐腔長(zhǎng)度；氣瓶中充滿惰性氣體，通過氣體管路和流量計(jì)通過下密封套筒的氣體流入孔進(jìn)行石英管內(nèi)； 加載裝置包括上下加載桿、壓桿、壓球、鎖緊螺母、導(dǎo)向塊、上下固定平臺(tái)和加載桿連接夾具，其中上加載桿的一端固定在上橫梁上，另一端穿過上密封套筒進(jìn)入石英管內(nèi)部再與壓桿相連；壓桿穿過鎖緊螺母和導(dǎo)向塊，與上固定平臺(tái)相接觸，其頂端與壓球相接觸；壓球位于待測(cè)試試樣的表面上，且與壓桿的頂端和上固定平臺(tái)相接觸；在上下固定平臺(tái)之間放置待測(cè)試的試樣，并通過鎖緊螺母和加載桿連接夾具固定在一起，加載桿連接夾具通過螺紋連接在下加載桿上，下加載桿穿過下密封套筒與傳動(dòng)桿相連，加載桿連接夾具上設(shè)置有夾具進(jìn)氣孔； 水冷系統(tǒng)包括水箱、水泵、循環(huán)管路和傳動(dòng)桿，在位于傳感器之上的傳動(dòng)桿上設(shè)置進(jìn)水和出水口，分別與循環(huán)管路相連； 測(cè)量控制系統(tǒng)包括測(cè)量控制器、載荷傳感器、位移傳感器和數(shù)據(jù)采集卡，其中載荷傳感器與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，通過導(dǎo)線與測(cè)量控制器相連；位移傳感器固定在中臺(tái)板上，測(cè)量頭垂直接觸固定在傳動(dòng)桿上的測(cè)量片，同時(shí)位移傳感器通過導(dǎo)線與測(cè)量控制器相連；測(cè)量控制器通過導(dǎo)線分別與位移傳感器和載荷傳感器相連，同時(shí)還與伺服電機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，整個(gè)試驗(yàn)機(jī)中還可以設(shè)置隔熱板，所述隔熱板位于加熱爐的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述氣瓶中惰性氣體為氮?dú)饣蛘邭鍤饣蛘吆狻?br> 專利摘要本實(shí)用新型公開了超小型微創(chuàng)高溫蠕變疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、高溫氣體保護(hù)系統(tǒng)、測(cè)量控制系統(tǒng)、加載裝置和水冷系統(tǒng)。本實(shí)用新型的加載方式為頂部垂直加載，試樣位于上下固定平臺(tái)之間，加載時(shí)，利用伺服電機(jī)控制下加載桿向上運(yùn)動(dòng)，通過沖桿與上加載桿相接觸，沖桿的下端通過壓頭，進(jìn)而沖壓試樣。針對(duì)高溫下的在役結(jié)構(gòu)、微區(qū)結(jié)構(gòu)，用以獲得材料的各種高溫性能，對(duì)高溫結(jié)構(gòu)的剩余壽命蠕變以及安全運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行評(píng)估。該試驗(yàn)機(jī)操作方便，試驗(yàn)溫度均勻，試驗(yàn)精度高，可以實(shí)現(xiàn)材料多種高溫性能的測(cè)試如高溫蠕變性能、高溫松弛性能、高溫蠕變疲勞性能以及高溫?cái)嗔秧g性等。
文檔編號(hào)G01N3/28GK202485997SQ20122012240
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者徐連勇, 荊洪陽(yáng), 趙雷, 韓永典 申請(qǐng)人:天津大學(xué)