CN108061685A - 适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，由两套相同的夹头组成，每套夹头包括套管一、四角夹锥一和顶锥一；所述套管一的内部结构与所述四角夹锥一和所述顶锥一按照前后顺序摆放所形成的结构相匹配；所述四角夹锥一和所述顶锥一均置于所述套管一中，且所述顶锥一用于顶住所述四角夹锥一的端部；所述顶锥一由成一体的前段、中段和后段组成，所述前段与所述四角夹锥一的端部紧密接触，所述后段延伸在所述套管一外部；所述四角夹锥一用于装夹待测试管材的两端。将本发明的固定装置应用于多种小规格金属管材的高温拉伸试验，没有一种管材在试验过程中发生变形或断裂，并且试验数据稳定。

Description

适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置
技术领域
本发明属于金属材料理化力学性能检测技术领域，具体涉及一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置。
背景技术
目前，国内进行管材高温拉伸试验测试均是参考《HB 5211-1982金属管材高温拉伸试验方法》和《GB/T 4338-2006金属材料高温拉伸试验方法》，其工作温度范围为100℃～900℃，规定当外径等于或小于16mm范围内的管材应切取整管进行试验，外径在16～30mm的管材，在试验条件具备的情况下，也应选取整管进行试验，否则可切取宽度10mm的条形试样进行试验。由于国内开展整体管材高温拉伸试验的不多，试验方式各异，并且介绍此方面的参考文献甚少。而针对小规格金属管材的高温力学特性测试方法更是少之又少，这是因为小规格金属管材在测试过程中往往具有更大的操作难度，其核心在于测试过程中的固定装置不好把握，极易造成管材损伤，从而导致测试过程早早以失败告终。因此，有必要开发一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，实施小规格金属管材的高温检测，并减少试件的加工费用，缩短检测周期。
发明内容
为了解决小规格金属管材整体高温力学性能测定的检测难点，本发明提供一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，可提高小规格金属管材检测温度的控制精度，并且使用简单、方便，可获得符合实际工况的金属管材高温性能指标，并提高了一次检测成功率，降低了材料和检测成本，同时还缩短了检测周期。本发明的技术方案为：
一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，由两套相同的夹头组成，每套夹头包括套管一、四角夹锥一和顶锥一；所述套管一的内部结构与所述四角夹锥一和所述顶锥一按照前后顺序摆放所形成的结构相匹配；所述四角夹锥一和所述顶锥一均置于所述套管一中，且所述顶锥一用于顶住所述四角夹锥一的端部；所述顶锥一由成一体的前段、中段和后段组成，所述前段与所述四角夹锥一的端部紧密接触，所述后段延伸在所述套管一外部；所述四角夹锥一用于装夹待测试管材的两端。
进一步地，所述套管一内设有内螺纹一，相应地所述顶锥一设有与所述内螺纹一相匹配的外螺纹一，当旋转所述顶锥一时，逐渐将所述四角夹锥一向外推，进而将所述四角夹锥一牢牢卡死在所述套管一中，同时实现待测试管材的锁紧。
一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，由两套相同的夹头组成，每套夹头包括套管二、四角夹锥二和顶锥二；所述套管二的内部结构与所述四角夹锥二的结构相匹配；所述四角夹锥二由成一体的四爪锥和空心管组成，所述空心管的内部结构与所述顶锥二的结构相匹配；所述四角夹锥二置于所述套管二中；所述顶锥二置于所述四角夹锥二的空心管中，且所述顶锥二的端部延伸在所述空心管外部；所述四角夹锥二的四爪锥用于装夹待测试管材的两端。
进一步地，所述空心管内设有内螺纹二，相应地所述顶锥二设有与所述内螺纹二相匹配的外螺纹二，当旋转所述顶锥二时，逐渐将所述四角夹锥二向外推，进而将所述四角夹锥二牢牢卡死在所述套管二中，同时实现待测试管材的锁紧。
本发明的特点和有益效果是：将本发明的固定装置应用于多种小规格金属管材的高温拉伸试验，这些小规格管材包括GH1140、GH625、GH536等牌号的金属管材，涉及6种规格尺寸、17种以上零件号，没有一种管材在试验过程中发生变形或断裂，并且试验数据稳定，获得了这些小规格金属管材实际工况的高温性能指标，此外，整个试验控制操作过程简单方便，实施效果良好，增添了小规格金属管材高温检测新的加持方法。
附图说明
图1为本发明的固定装置装夹管材后的一种结构示意图；
图2为图1的套管一、四角夹锥一和顶锥一的结构示意图，其中图2-1为套管一的结构示意图；图2-2为四角夹锥一的结构示意图；图2-3为顶锥一的结构示意图；
图3为本发明的固定装置装夹管材后的另一种结构示意图；
图4为图3的套管二、四角夹锥二和顶锥二的结构示意图，其中图4-1为套管二的结构示意图；图4-2为四角夹锥二的结构示意图；图4-3为顶锥二的结构示意图；
其中，1-套管一，2-四角夹锥一，3-顶锥一，4-顶锥一前段，5-顶锥一中段，6-顶锥一后段，7-套管二，8-四角夹锥二，9-顶锥二，10-四爪锥，11-空心管，12-金属管材。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1和图2所示，本发明具体实施例提供一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，由两套相同的夹头组成，每套夹头包括套管一1、四角夹锥一2和顶锥一3；所述套管一1的内部结构与所述四角夹锥一2和所述顶锥一3按照前后顺序摆放所形成的结构相匹配；所述四角夹锥一2和所述顶锥一3均置于所述套管一1中，且所述顶锥一3用于顶住所述四角夹锥一2的端部；所述顶锥一3由成一体的前段4、中段5和后段6组成，所述前段4与所述四角夹锥一2的端部紧密接触，所述后段6延伸在所述套管一1外部，所述四角夹锥一2用于装夹待测试管材的两端。
所述后段6的端部连接高温拉杆(具体连接方式为螺纹连接)，拉杆与试验机相联接，试验拉伸载荷由拉杆传递到固定装置进行拉伸试验。
所述套管一1内还设有内螺纹一，相应地所述顶锥一3设有与所述内螺纹一相匹配的外螺纹一，当旋转所述顶锥一3时，逐渐将所述四角夹锥一2向外推，进而将所述四角夹锥一2牢牢卡死在所述套管一1中，同时实现待测试管材的锁紧。
如图3和图4所示，本发明具体实施例还提供一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，由两套相同的夹头组成，每套夹头包括套管二7、四角夹锥二8和顶锥二9；所述套管二7的内部结构与所述四角夹锥二8的结构相匹配；所述四角夹锥二8由成一体的四爪锥10和空心管11组成，所述空心管11的内部结构与所述顶锥二9(的结构相匹配；所述四角夹锥二8置于所述套管二7中；所述顶锥二9置于所述四角夹锥二8的空心管11中，且所述顶锥二9的端部延伸在所述空心管11外部；所述四角夹锥二8的四爪锥10用于装夹待测试管材12的两端。
所述顶锥二9的端部连接高温拉杆(具体连接方式为螺纹连接)，拉杆与试验机相联接，试验拉伸载荷由拉杆传递到固定装置进行拉伸试验。
所述空心管11内设有内螺纹二，相应地所述顶锥二9设有与所述内螺纹二相匹配的外螺纹二，当旋转所述顶锥二9时，逐渐将所述四角夹锥二8向外推，进而将所述四角夹锥二8牢牢卡死在所述套管二7中，同时实现待测试管材的锁紧。
在上述的两种实施方案中，试验件依靠四角夹锥和顶锥挤压从而达到锁紧的目的，这种锁紧力远远大于试验件高温拉伸时所受施加的载荷，试验时不会出现打滑和断于根部现象。同时，由于该固定装置为可拆卸结构，高温烧结后容易拆卸，故这两种固定装置都可以反复使用。此外，由于小规格金属管材两端无法按正常方式夹持，因此试验件两端应用塞子塞住，塞子的尺寸为50mm+d(管材内径mm)，且两个塞子里端之间的试验件长度不应小于50mm。在进行高温力学性能测试时，利用高温拉杆将两套夹头安装在试验机上(顶锥的端部设置高温拉杆连接机构)进行高温力学性能测试。检测过程中，温度控制是采用加热炉，将固定装置和试验件同时放入加热炉内，在必须确保试验件全部进入加热炉的加热区域，以减小试验件长度方向上的温度梯度，并采用试样平行段三点热电偶测量温度。针对不同的拉伸速率会使检测结果产生差异的现象，应选择适合的管材拉伸速率。本发明具体实施例针对诸如GH1140、GH625、GH536等牌号的小规格金属管材，共涉及6种规格尺寸、17种以上零件号进行了高温力学性能测试，屈服前选择应变速率为0.003/min，屈服后选择横梁的移动速率为3.0mm/min～4.0mm/min。这些管材的试验数据稳定，获得了能够表征小规格金属管材实际工况的高温性能指标，实施效果良好。表1中公开了其中部分小规格金属管材的高温性能检测结果。
表1小规格金属管材整管高温力学性能检测结果
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，其特征在于，由两套相同的夹头组成，每套夹头包括套管一、四角夹锥一和顶锥一；所述套管一的内部结构与所述四角夹锥一和所述顶锥一按照前后顺序摆放所形成的结构相匹配；所述四角夹锥一和所述顶锥一均置于所述套管一中，且所述顶锥一用于顶住所述四角夹锥一的端部；所述顶锥一由成一体的前段、中段和后段组成，所述前段与所述四角夹锥一的端部紧密接触，所述后段延伸在所述套管一外部；所述四角夹锥一用于装夹待测试管材的两端。
2.根据权利要求1所述的一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，其特征在于，所述套管一内设有内螺纹一，相应地所述顶锥一设有与所述内螺纹一相匹配的外螺纹一，当旋转所述顶锥一时，逐渐将所述四角夹锥一向外推，进而将所述四角夹锥一牢牢卡死在所述套管一中，同时实现待测试管材的锁紧。
3.一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，其特征在于，由两套相同的夹头组成，每套夹头包括套管二、四角夹锥二和顶锥二；所述套管二的内部结构与所述四角夹锥二的结构相匹配；所述四角夹锥二由成一体的四爪锥和空心管组成，所述空心管的内部结构与所述顶锥二的结构相匹配；所述四角夹锥二置于所述套管二中；所述顶锥二置于所述四角夹锥二的空心管中，且所述顶锥二的端部延伸在所述空心管外部；所述四角夹锥二的四爪锥用于装夹待测试管材的两端。
4.根据权利要求3所述的一种适用于小规格金属管材高温力学性能测定的固定装置，其特征在于，所述空心管内设有内螺纹二，相应地所述顶锥二设有与所述内螺纹二相匹配的外螺纹二，当旋转所述顶锥二时，逐渐将所述四角夹锥二向外推，进而将所述四角夹锥二牢牢卡死在所述套管二中，同时实现待测试管材的锁紧。
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