[发明专利]在动态旋转条件下检测金属材料抗氢脆性能的装置及方法

说明书

本发明公开了一种在动态旋转条件下检测金属材料抗氢脆性能的装置，其包括容器、试样、旋转装置、辅助电极、参比电极、恒电位仪、数据采集器；容器内设有电解液；试样的两端分别与上夹具、下夹具连接，使试样呈竖直状态；试样、上夹具、下夹具置于容器内，且下夹具与容器的底部连接；试样通过导线与恒电位仪连接；旋转装置置于容器上，其与上夹具连接；辅助电极、参比电极置于电解液内，并通过导线与恒电位仪连接；数据采集器与旋转装置连接。本发明还提供一种在动态旋转条件下检测金属材料抗氢脆性能的方法。本发明采用旋转方式测量金属材料的抗氢脆性能，能更真实的反应材料在实际使用过程中的抗氢脆性能。

技术领域

本发明属于抗氢脆性能测试领域，具体涉及一种在动态旋转条件下检测金属材料抗氢脆性能的装置及方法。

背景技术

近年来“节能环保”已经成为人们广泛关注的话题，尤其是在汽车行业，降低汽车自身重量可以降低油耗、减少废气排放量。高强钢作为汽车减重的重要成员，越来越多的被用于汽车各个零部件。而高强钢的氢脆是不可忽视的问题。因氢脆断裂具有延迟性和突发性，难以通过正常检查程序发现合金构件是否会发生氢脆断裂，所以氢脆断裂带来的危害要比其他断裂造成的危害大得多。

常见的评测高强钢氢脆的方法主要为静态法，该静态法是在静态条件下模拟高强钢的服役环境来研究氢脆对材料的使用性能的影响。然后好多高强钢的使用环境是在动态条件下进行的，目前还未见动态模拟测试高强钢氢脆的试验装置，因此对于高强钢在动态条件下的氢脆行为，缺乏有效可靠的评价手段和技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在动态旋转条件下检测金属材料抗氢脆性能的装置及方法，该试验装置及方法采用旋转方式测量金属材料的抗氢脆性能，能更真实的反应材料在实际使用过程中的抗氢脆性能。

本发明所采用的技术方案是：

一种在动态旋转条件下检测金属材料抗氢脆性能的装置，其包括容器、试样、下夹具、上夹具、旋转装置、辅助电极、参比电极、恒电位仪、数据采集器；

所述容器内设有电解液；

所述试样的两端分别与上夹具、下夹具连接，使试样呈竖直状态；所述试样、上夹具、下夹具置于容器内，且所述下夹具与容器的底部连接；所述试样通过导线与恒电位仪连接；试样作为阴极材料在电解过程中可以在表面富集一层氢，起到模拟氢环境；

所述旋转装置置于容器上，其与上夹具连接，用于带动试样做小角度旋转；

所述辅助电极、参比电极置于电解液内，并通过导线与恒电位仪连接；辅助电极作为阳极主要起到氧化电解液的作用；参比电极在测量电极电势时作参照比较；

所述数据采集器与旋转装置连接，用于采集旋转装置的旋转圈数，以此来评判高强钢的抗氢脆性能。

按上述方案，所述旋转装置包括旋转辅助装置、转动支架、减速箱、电机、角度传感器、控制器；所述旋转辅助装置用于与上夹具、转动支架连接；所述转动支架通过减速箱与电机连接；所述角度传感器将采集的转动支架的转动角度传递给控制器，控制器控制电机工作。

按上述方案，所述旋转辅助装置主要起带动试样转动以及固定上夹具的作用，其包括圆环和位于圆环两侧的传动轴，所述传动轴上设有通孔；所述圆环通过圆形楔子与上夹具固定连接；所述转动支架包括竖直支架和与竖直支架连接的U型架，所述U型架的两端插入传动轴上的通孔；所述减速箱、数据采集器、角度传感器与竖直支架连接。该结构能确保整个结构的稳定，使测量数据更准确。

按上述方案，所述试样为两头大，中间小的圆棒；圆棒状中间部位直径≤1/2端部直径；电解液的液面没过中间直径较小部位；以确保在实验过程中，中间先断，使测量数据更准确。

按上述方案，所述容器下设有支座；所述下夹具通过正方形卡槽与容器底部连接。