[发明专利]一种材料显微组织力学性能表征实验装置

说明书

本发明公开一种材料显微组织性能表征高通量实验装置，属于材料性能测试领域。本发明所述装置包括底座、拉伸装置、显微测试系统、十字滑台、低温测试系统、高温测试系统、控制计算机、上位机，底座上设有十字滑台，十字滑台上设有拉伸支架，拉伸装置安装在拉伸支架上，显微测试系统位于试样的正上方；控制计算机通过数据接口与上位机连接；本发明能连续观察材料在各种气氛、温度环境中形变过程中微观组织变化规律，同时获得试样在各种气氛、温度环境中应力——应变曲线及曲线上各点所对应金相结构，通过观察分析材料微结构形变及断裂机理，对晶内、晶界、栾晶、位错、第二相等力学性能影响因素进行观察研究。

技术领域

本发明涉及一种材料显微组织力学性能表征实验装置，属于材料性能测试领域。

背景技术

金相显微分析是重要的材料分析基础手段，通过金相分析可获得金属及合金组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法，同时可获得晶粒、夹杂物以及相变产物等特征组织。近年来随着计算机技术的发展，通过对二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织图谱的测量和计算可确定金属微观组织的三维空间形貌，建立金属材料成分、组织和性能间的关系。

目前金相显微技术无论是样品制备技术，金相显微镜的分辨率，图像分析能力均得到较大的发展，且针对不同材料体系的分析检验方法也不断完善和深入，涉及金属材料生产、应用和科研，金相显微分析技术已成为评定金属材料内在质量的一种常规检验方法，也是分析材料缺陷机理和辅助工艺改善的必要手段。

但目前的金相显微分析技术仅限于对样品的静态观察，定性描述金属材料的显微组织特征或采用与各种标准图片比较的方法评定显微组织、晶粒度、非金属夹杂物及第二相质点等，这种方法精确性不高，评定时带有很大的主观性，且对工况条件下的样品只能事后取样分析，过程中的显微组织变化无法观测。传统研究方法是针对不同变形特点，以起始态和终了态作为边界条件建立有限元模拟模型，以此研究材料晶粒塑性变形机理，网格划分精度极大影响到模拟结果，往往不能反映真实变形情况。鉴于此，如何获得变形过程中材料微观结构信息，特别是晶粒晶界协调变形特点、断裂机制特征，仍然缺乏有效的技术方法，是目前未解决的关键且重要科学技术问题之一，面临重要的技术需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高通量显微组织力学性能表征实验装置，应用高速摄相技术、图像传输技术、计算机图像处理技术、数据库等现代数据分析、处理技术，将传统金相分析技术与材料力学性能测试结合在一起，清晰完整的获得材料受力变形过程中各因素变化规律及相互影响关系，具有较强的表征能力。

具体通过以下方式实现：一种显微组织力学性能表征实验装置，包括底座5、拉伸装置、显微测试系统、十字滑台、低温测试系统、高温测试系统、控制计算机49、上位机60，底座5上设有十字滑台，十字滑台上设有拉伸支架8，拉伸装置安装在拉伸支架8上，显微测试系统位于试样33的正上方；控制计算机49通过数据接口48与上位机60连接；