[发明专利]可控制均温区长度的Gleeble热拉伸系统

说明书

本发明提供了一种可控制均温区长度的Gleeble热拉伸系统，包括试样(1)、填充层(3)、夹块(4)，试样(1)通过填充层(3)与夹块(4)连接，所述试样(1)两端上设置有能够控制与夹块(4)之间导电及传热面积的沟槽，所述沟槽能够引导电流及热量的传输路径。本发明结构简单、使用方便、成本低廉，通过对试样及夹块结构的简单修改即可实现对试样均温区长度的控制，充分利用了试样的被夹持段,无需复杂的装置或操作，简单方便，效果明显。

技术领域

本发明涉及实验固体力学技术领域，具体地涉及一种可控制均温区长度的Gleeble热拉伸系统。

背景技术

热模拟试验技术能简便地模拟金属材料在热加工过程中的行为，在金属热加工技术研究邻域已经较为普遍的使用，特别是针对热加工过程中由于温度的急剧变化而发生组织变化的材料(如热冲压硼钢、钛合金等)，准确测定其在动态变温条件下的力学性能尤为重要，使用热模拟试验技术能较好地满足这一测试需求。热模拟试验中关键的问题是加热和控温，目前使用较多的Gleeble热模拟试验机的加热方式为自阻加热，并通过焊在试样上的电偶丝测温反馈从而实现控温，这种方式原则上只能精确控制测温点的温度，在试样的其他区域会存在温度梯度，这势必会影响测试结果的准确性。温度梯度在可接受范围内的试样区域称为均温区，目前使用Gleeble热模拟试验机的原装夹具还不能有效控制试样的均温区长度。已有研究表明，当电流在试样中流过的路程改变时，试样测试区域的均温区长度会有所改变，但测试要求及试验机操作空间的限制不允许试样尺寸的变化幅度太大。目前，解决均温区长度控制问题的方案还不多见，M.Ganapathy等人(M.Ganapathy et al.,MATEC Web Conf.,2015.；M.Ganapathy et al.,Exp.Mech.,2018.)曾通过更改试样尺寸及夹具结构获得了较为理想的均温区长度，但其装置较为复杂，操作过程多有不便。由此可见，需要一种能方便有效地控制均温区长度的Gleeble系统。

公开号为CN 108007769A的专利文献公开了一种极低模量复合材料高温拉伸试验夹具及方法，包括上拉伸单元和下拉伸单元两部分；所述拉伸单元包括U形夹具、垫片、紧固螺钉、挡板、和预紧螺钉。该发明的有益效果是：该夹具可以使试样在加热过程中自由膨胀，消除热应力的影响，从而提高试验结果的准确性；该夹具与试样的连接采用圆弧端面加载的悬挂方式，试样加载端受力较为均匀，避免了试样受拉时加载端首先破坏；采用垫片对平板试样进行定位，保证平板试样夹持的稳定性，降低了试验失败几率；采用的试样为等厚的板状试样，加工方便，经济性好；夹具的材料选用高强度高耐温材料。该夹具还可适用于拉伸强度较弱的高温材料拉伸试验。但是，该发明材料需与高温环境炉对接，将拉伸试样安装在高温环境炉里面，然后通过高温环境炉控制系统对试样进行加热，加热方式比较复杂，且很难控制试样温区长度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可控制均温区长度的Gleeble热拉伸系统。

根据本发明提供的一种可控制均温区长度的Gleeble热拉伸系统，包括试样、填充层、夹块，试样通过填充层与夹块连接，所述试样两端上设置有能够控制与夹块之间导电及传热面积的沟槽，所述沟槽能够引导电流及热量的传输路径。

优选地，所述夹块的夹持面上设置有凸起部，夹块通过凸起部向试样传输电流及热量。

优选地，所述夹块的夹持面上设置有一个或多个凹槽。

优选地，所述试样与夹块的夹持面之间设置填充层，试样与夹块夹持面上的凸起部直接接触连接。

优选地，通过如下任一种或任多种的方法改变试样与夹块夹持面上凸起部的接触面积：

-改变夹块夹持面上凸起部的面积大小；

-通过在试样与夹块夹持面上凸起部之间增设填充层，改变试样与夹块夹持面上凸起部接触面积的大小。