[发明专利]一种适用于宽温阈材料的压缩试验装置

说明书

本发明提供了一种适用于宽温阈材料的压缩试验装置，属于试验装置技术领域。本发明包括：基座；试样台，其设置于基座顶端，用于盛放试样；控温缸套，其与试样台通过法兰止口配合自定位，其与试样台构成试样压缩腔体；压头，其位于试样压缩腔体内，用于对试样进行压缩；控温缸套上装嵌有冷却气/液喷管。本发明具有结构简单，功能多样，适用于常规热压缩试验，也适用于半固态金属压缩试验、深冷粉末坯体压缩试验和电磁脉冲等复合能场作用下的压缩试验。

技术领域

本发明涉及试验装置技术领域，尤其涉及一种适用于宽温阈材料的压缩试验装置。

背景技术

目前，航空航天、交通运输和电子通信等领域不仅面临愈加严苛的服役环境，也要寻求高质量和高效率的发展，材料设计和成形制造一体化已经成为热门发展趋势。例如，针对新型高性能金属及其复合材料开发的粉末深冷成形技术、电磁复合能场加工技术和液固模锻成形技术等，要实现设计和制造的高质高效发展，需要在不同温阈内实现单向压缩或约束压缩试验，从而提高试验效率。

但是，由于传统的高温压缩试验机本身的复杂性和功能单一等因素，限制了新材料和新技术的试验研究效率，尤其是材料超低温和半固态温度区间内的压缩。而现有的大部分万能试验机受限于定制化模块的商业发展模式，大多只能实现单向拉伸或常规的单向压缩，无法满足日益多元的试验测试需求。

例如，已有研究者利用Gleeble试验机完成了金属材料半固态压缩力学试验，得到了相应材料半固态状态下压缩的应力-应变曲线，并研究了半固态金属压缩变形时液固相协同变化规律等。但是，由于Gleeble试验时试样为水平悬空放置，半固态金属液相率超过一定值后极易发生坍缩，试验失败的概率大幅增加；另外，由于半固态金属复杂的触变特性，单一的平板压缩试验，剪切速率较小，无法对半固态金属成形行为开展全面的研究。

目前，专利CN107063851A公开了一种高温压缩试验夹具，通过采用交叉对接的上压缩体和下压缩体，将对上、下压缩体的拉力转化为对试样的压力，实现了用拉伸进行压缩性能测试的目的。该方法所用装置虽然利用万能试验机拉伸功能完成了单向压缩，但是，仍然存在样品控温精度低，高温压缩后试样快速冷却获取压缩特征组织困难的缺陷。其次，也无法实现深冷态或半固态等特殊状态下样品的压缩试验，至于深冷成形技术的超低温加工和电磁脉冲复合能场加工等其他特殊工况，传统的高温压缩机和万能试验机尚未有成熟的方案见诸报道。

因此，针对Gleeble试验机和现有压缩试验夹具发明的不足，本发明面向新材料及新技术的多元化试验需求，提出一种形式简便，测试可靠，功能多元，并且与常规万能试验机兼容性强的试验装置。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术中材料压缩试验夹具结构单一和操作复杂，无法实现新型材料的特殊压缩试验需求等技术问题和短板，本发明提供了一种操作简便，测控可靠，功能多样的宽温阈材料压缩试验装置，其适用于常规的万能试验机(含加热炉、外接冷却气/液装置以及电磁脉冲装置)；具有结构简单，功能多样，适用于常规热压缩试验，也适用于半固态金属压缩试验、深冷粉末坯体压缩试验和电磁脉冲等复合能场作用下的压缩试验。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种适用于宽温阈材料的压缩试验装置，包括：

基座；

试样台，其设置于所述基座顶端，用于盛放试样；

控温缸套，其与所述试样台通过法兰止口配合自定位，其与所述试样台构成试样压缩腔体；

压头，其位于所述试样压缩腔体内，用于对所述试样进行压缩；

所述控温缸套上装嵌有冷却气/液喷管。

优选地，所述试样压缩腔体的试样台内嵌有基座测温热电偶，和

用于设置于所述试样表面的表面测温热电偶。