一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构制造技术

本实用新型专利技术属于材料特性测试技术领域，具体涉及一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构。本实用新型专利技术包括凸肩带缺口的拉伸试样和包壳壳体，包壳壳体合拢包裹在凸肩带缺口的拉伸试样外侧，包壳壳体通过上端内口凸起卡住凸肩带缺口的拉伸试样上凸肩以固定包壳壳体。本实用新型专利技术利用液态金属的毛细作用使其留存在试样与包壳的间隙中，保证试样在离位拉伸过程中始终处于液态金属浸润的环境下，解决现有技术存在的不能方便、准确评价材料脆化程度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构
本技术属于材料特性测试
，具体涉及一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构。
技术介绍
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测试材料特性的一种试验方法，是检验材料机械性能的基本方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准及研究材料的性能。金属材料在液态金属的浸润作用下发生塑韧性降低以至开裂的现象称为液态金属脆化(Liquidmetalembrittlement,LME)。由于密封、长时间保载、高温等条件的限制，现有研究方法很难达到长时间浸润、加载后在液态金属中直接进行拉伸试验的条件。目前通常采用普通拉伸试样在液态金属中浸润足够时间后(上千小时)取出，再在高温真空拉伸试验机上对材料的塑韧性进行离位测量的方式研究材料的液态金属脆化程度。在上述试验条件下，试样在拉伸试验过程中液态金属已与拉伸试样分离。液态金属脆化方面的研究表明，在拉伸断裂过程中材料能否与液态金属持续接触、裂纹起源后是否得到液态金属的持续供应将严重影响试验结果。因此，为了更准确的对材料在液态金属环境下的LME行为进行评价，需要设计出一种试样结构，使试样在离位拉伸过程中始终处于液态金属浸润的环境下。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：针对上述技术现状而提供一种用于液态金属脆化研究的凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，保证试样在离位拉伸过程中始终处于液态金属浸润的环境下，解决现有技术存在的不能准确评价材料脆化程度的问题。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下：一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，包括凸肩带缺口的拉伸试样和包壳壳体，包壳壳体合拢包裹在凸肩带缺口的拉伸试样外侧，包壳壳体通过上端内口凸起卡住凸肩带缺口的拉伸试样上凸肩以固定包壳壳体。所述凸肩带缺口的拉伸试样包括连接螺纹、上过渡段、下过渡段、平行段、上凸肩、下凸肩，凸肩带缺口的拉伸试样的上下端各设有一个连接螺纹，上端的连接螺纹与上凸肩之间为上过渡段，下端的连接螺纹与下凸肩之间为下过渡段，上凸肩与下凸肩之间为平行段，各部分之间均通过弧形倒圆角过渡。所述连接螺纹为标准粗牙螺纹，用于连接材料试验机进行拉伸试验。所述上过渡段、下过渡段直径大于平行段直径，保证上过渡段、下过渡段在平行段拉伸过程中不发生屈服。所述上凸肩、下凸肩上开有6个纵向缺口，6个纵向缺口沿圆周均匀分布。包壳壳体为两瓣合拢式壳体，壳体内径尺寸略大于凸肩外径尺寸，包壳壳体上端内口向内加工凸起，凸起内径尺寸略小于上凸肩外径，包壳壳体侧面开口处加工纵向缺口，包壳壳体合拢后上端构成漏斗状容器，包壳壳体长度应足够覆盖拉伸过程中平行段的总长度。所述上过渡段长度保证上端的连接螺纹露出漏斗状容器，下过渡段长度尺寸保证包壳壳体有足够的安装长度。所述包壳壳体与平行段之间存在间隙，液态金属由上凸肩、下凸肩上的纵向缺口和包壳壳体侧面的纵向缺口进入拉伸试样平行段与包壳壳体之间的间隙。所述凸肩带缺口的拉伸试样和包壳壳体从液态金属中取出后，液态金属通过毛细作用留存在平行段与包壳壳体的间隙中，冷却后液态金属凝固。与现有技术相比，本技术具有如下优势：(1)本技术提供一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，能够解决现有研究中的试样在高温拉伸试验过程中无液态金属参与，材料在拉伸断裂过程中无液态金属持续作用将严重影响试验结果的问题；(2)本技术提供一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，通过对拉伸试样增加包壳，浸润时液态金属通过包壳上的纵向缺口与试样凸肩上的纵向缺口进入包壳内与试样平行段接触，并可流动，试样脱离液态金属时在毛细作用下部分液态金属留存在试样与包壳的间隙中，冷却至室温后凝固取出进行高温真空拉伸，在高温拉伸过程中包壳上端漏斗状容器中放置的固体金属熔化从上凸肩缺口进入间隙以补充液态金属，保证试样平行段在拉伸过程中均处于液态金属的作用下，能够更方便、准确的评价材料在液态金属条件下的LME行为；(3)本技术提供一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，包壳壳体通过上端内口凸起卡住试样上凸肩以固定包壳，壳体内径尺寸略大于凸肩外径尺寸，在拉伸过程中壳体仅通过内口凸起卡在试样凸肩上，不会对拉伸试验结果产生影响，测试结果准确。附图说明图1为本技术中凸肩带缺口的包壳式拉伸试样的结构示意图；图2为本技术中凸肩带缺口的拉伸试样；图3为本技术中包壳壳体；图中：1-凸肩带缺口的拉伸试样；2-包壳壳体；11-连接螺纹；12-上过渡段；13-下过渡段；14-平行段；15-上凸肩；16-下凸肩；21-内口凸起；22-漏斗状容器；23-纵向缺口。具体实施方式下面结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。如图1所示，本技术提供的一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，包括凸肩带缺口的拉伸试样1和包壳壳体2，包壳壳体2合拢包裹在凸肩带缺口的拉伸试样1外侧，包壳壳体2通过上端内口凸起21卡住凸肩带缺口的拉伸试样1上凸肩以固定包壳壳体2，通过标准卡箍固定包壳壳体2。如图2所示，凸肩带缺口的拉伸试样1包括连接螺纹11、上过渡段12、下过渡段13、平行段14、上凸肩15、下凸肩16，凸肩带缺口的拉伸试样1的上下端各设有一个连接螺纹11，上端的连接螺纹11与上凸肩15之间为上过渡段12，下端的连接螺纹11与下凸肩16之间为下过渡段13，上凸肩15与下凸肩16之间为平行段14，各部分之间均通过弧形倒圆角过渡；连接螺纹11为标准粗牙螺纹，用于连接材料试验机进行拉伸试验；假设试样材料在试验温度下的屈服强度为抗拉强度的80％，则上过渡段12、下过渡段13直径大于平行段14直径的1.12倍时，在平行段14达到抗拉强度时，上过渡段12、下过渡段13也不会发生屈服，故设计上过渡段12、下过渡段13直径为平行段14直径的1.25倍。上凸肩15、下凸肩16上开有6个纵向缺口，6个纵向缺口沿圆周均匀分布，缺口形状为半圆形，深度最深至上过渡段12或下过渡段13表面为止。平行段14长度为直径的6倍。如图3所示，包壳壳体2为两瓣合拢式壳体，壳体内径尺寸略大于上凸肩15、下凸肩16外径尺寸，以便在与拉伸试样装配时实现间隙配合。包壳壳体2上端内口向内加工凸起，凸起内径尺寸略小于上凸肩15外径，能卡住包壳不脱落即可，以免凸肩缺口露出过小影响液态金属流动。包壳壳体2侧面开口处加工纵向缺口23，缺口位于壳体开口处，便于液态金属流动，浸润时液态金属流动与试样持续作用。包壳壳体2合拢后上端构成漏斗状容器22，漏斗尺寸取决于所需补充液态金属的量。包壳壳体2长度应足够覆盖拉伸过程中平行段14的总长度。上过渡段12长度应足够以保证上端的连接螺纹11露出漏斗状容器22，便于拉伸试验时安装试样。下过渡段13长度尺寸应足够以保证包壳壳体2有足够的安装长度，如此平行段在弹性伸长、屈服、塑性伸长、颈缩及断裂过程中均处于液态金属的作用条件下。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，其特征在于：包括凸肩带缺口的拉伸试样(1)和包壳壳体(2)，包壳壳体(2)合拢包裹在凸肩带缺口的拉伸试样(1)外侧，包壳壳体(2)通过上端内口凸起(21)卡住凸肩带缺口的拉伸试样(1)上凸肩以固定包壳壳体(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，其特征在于：包括凸肩带缺口的拉伸试样(1)和包壳壳体(2)，包壳壳体(2)合拢包裹在凸肩带缺口的拉伸试样(1)外侧，包壳壳体(2)通过上端内口凸起(21)卡住凸肩带缺口的拉伸试样(1)上凸肩以固定包壳壳体(2)。


2.如权利要求1所述的凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，其特征在于：所述凸肩带缺口的拉伸试样(1)包括连接螺纹(11)、上过渡段(12)、下过渡段(13)、平行段(14)、上凸肩(15)、下凸肩(16)，凸肩带缺口的拉伸试样(1)的上下端各设有一个连接螺纹(11)，上端的连接螺纹(11)与上凸肩(15)之间为上过渡段(12)，下端的连接螺纹(11)与下凸肩(16)之间为下过渡段(13)，上凸肩(15)与下凸肩(16)之间为平行段(14)，各部分之间均通过弧形倒圆角过渡。


3.如权利要求2所述的凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，其特征在于：所述连接螺纹(11)为标准粗牙螺纹，用于连接材料试验机进行拉伸试验。


4.如权利要求2所述的凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，其特征在于：所述上过渡段(12)、下过渡段(13)直径大于平行段(14)直径，保证上过渡段(12)、下过渡段(13)在平行段(14)拉伸过程中不发生屈服。


5.如权利要求2所述的凸肩带缺口的包壳式拉伸试样结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振超，李鹏远，张腾，许丹，张秀杰，罗蓉蓉，闫腾飞，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：新型
国别省市：四川;51