[发明专利]一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置及方法

摘要

本发明提供一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置，其特征在于，以卧式电子万能拉伸机为主体，包括：拉伸机构，由左、右拉伸杆通过螺栓分别与卧式电子万能拉伸机的活动横梁和右固定横梁相连接；在圆柱形铜电极内部嵌有耐高温销，耐高温销的上部裸露端具有螺纹，耐高温销通过与左、右拉伸杆的配合实现对拉伸样件的夹持，并构成电流通路；还包括高频感应线圈、CCD相机、红外测温仪、高压空气喷头和温度控制装置。本发明可实现对导磁性样件的快速加热并保温，同时可有效减小拉伸样件标距内的温度梯度，保证拉伸样件温度的均匀性，从而提高实验数据的精确性，为有限元数值模拟和材料性能评价提供有效的数据支撑。 1

主权项

1.一种实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置，其特征在于，该实验装置以卧式电子万能拉伸机(14)为主体，包括：

拉伸机构，由左拉伸杆(1)和右拉伸杆(2)通过螺栓分别与所述卧式电子万能拉伸机(14)的活动横梁和右固定横梁相连接；

圆柱形铜电极，分别为左圆柱形铜电极(4)和右圆柱形铜电极(5)，在所述圆柱形铜电极内部嵌有耐高温销，所述耐高温销的上部裸露端具有螺纹，所述耐高温销通过与所述左拉伸杆(1)和所述右拉伸杆(2)的配合实现对拉伸样件(11)的夹持，并构成电流通路，通过通电实现高温下所述拉伸样件(11)的保温；

高频感应线圈(3)，置于所述拉伸样件(11)的后方且与所述拉伸样件(11)位于同一高度，工作时，用于快速均匀的将所述拉伸样件(10)加热到预设温度；

CCD相机，置于所述拉伸样件(11)的前方，用于拍摄所述拉伸样件(11)在高温拉伸过程中的变形；

红外测温仪(9)，置于所述拉伸样件(11)的前方，用于检测和反馈所述拉伸样件(11)的即时温度；

高压空气喷头(6)，置于所述拉伸样件(11)的后方且与所述拉伸样件(11)位于同一高度，用于对特定材料的急冷处理；

温度控制装置(13)，用于控制实验温度，调节高频感应输出功率和电流输出的大小。

2.根据权利要求1所述的实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置，其特征在于，所述高频感应线圈(3)与所述拉伸样件(11)的尺寸相匹配，可根据所述拉伸样件(11)的尺寸进行形状和尺寸的调整。

3.根据权利要求1所述的实现样件均匀加热的高温拉伸实验装置，其特征在于，所述左拉伸杆(1)和所述右拉伸杆(2)与所述拉伸样件(11)的接触端设有用于有效阻隔所述拉伸样件(11)与拉伸机构之间热交换的热障涂层(10)。

4.一种应用权利要求1‑3任意一项权利要求所述的实验装置实现样件均匀加热高温拉伸的方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、将表面喷有黑白耐高温散斑的拉伸样件(11)分别通过左圆柱形铜电极(4)和右圆柱形铜电极(5)内设置的耐高温销与所述左拉伸杆(1)和所述右拉伸杆(2)配合实现对所述拉伸样件(11)的夹持，并与卧式电子万能拉伸机(14)构成电流通路；

S2、采用高频感应线圈(3)将所述拉伸样件(11)快速均匀的加热到预设的奥氏体温度，随后采用通电的方式实现所述拉伸样件(11)温度的恒定，实现所述拉伸样件(11)奥氏体组织的均匀化；

S3、在步骤S2进行的同时，采用红外热像仪(9)对所述拉伸样件(11)进行检测和反馈所述拉伸样件(11)的即时温度；

S4、采用位于所述拉伸样件(11)后方的高压空气喷头(6)将奥氏体态样件快速冷却至预设的测试温度；通过温度控制装置(13)控制实验温度，调节高频感应输出功率和电流输出的大小；

S5、采用CCD相机对所述拉伸样件(11)的变形进行拍摄记录，随后通过图像分析软件实现应变的计算；通过与所述卧式电子万能拉伸机(14)采集的力数据相结合，计算得到所述拉伸样件(11)的高温应力‑应变数据。