本發(fā)明屬于測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬材料在高溫條件下的力學性能測試設(shè)備及其測試方法，

背景技術(shù)：

對于金屬材料在高溫條件下力學性能的測試，現(xiàn)有技術(shù)基本采取電爐直接對試件加熱的方式進行，其存在以下缺陷：對于拉伸試驗，由于試件的中間段需在加熱爐中加熱，樣件的兩端需要伸出加熱爐以便夾持固定，因而導(dǎo)致試件的溫度不均勻，具體表現(xiàn)為兩端低、中間高，一定程度上影響試驗結(jié)果；對于變形的測量，現(xiàn)有技術(shù)基本采取接觸式和非接觸式兩種方式，對于前者，由于爐內(nèi)一直是高溫，需要將位移引入到電爐外側(cè)進行測試，測量結(jié)果或多或少存在測量誤差；對于后者，則存在費用太高，測量成本太高的問題。但無論如何，由于試件本身存在溫差，對其強度和彈性模量等力學性能指標的測量均存在不能真實反映金屬材料物理特性的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬材料在高溫條件下的力學性能測試設(shè)備及其測試方法，可使試件的溫度持續(xù)保持均勻穩(wěn)定，能準確、真實地反映金屬材料的物理特性，為真正掌握各種金屬材料高溫力學特性提供可能。

本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種金屬材料在高溫條件下的物理性能測試設(shè)備，包括試驗機，還包括連接試件兩端直接對試件進行加熱的電源和包裹在試件外表面的絕緣層及隔熱層，所述絕緣層和隔熱層上對應(yīng)設(shè)置有多個開孔，所述開孔內(nèi)設(shè)置有熱電偶或位移傳感器，還包括溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)與電極柱和熱電偶相連，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與溫度控制系統(tǒng)、位移傳感器以及試驗機相連。

本發(fā)明的目的之二是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

利用上述金屬材料在高溫條件下的力學性能測試設(shè)備的測試方法，包括以下步驟：

1)制備試件，在試件兩端分別加工出電極柱；

2)通過試件的電極柱與一電源的兩極相連；

3)在試件外表面包裹一層絕緣層和一層隔熱層；

4)裝夾試件：試驗機的上、下夾頭夾持固定試件的兩端；

5)通過絕緣層和隔熱層上對應(yīng)設(shè)置的開孔插入熱電偶、位移傳感器，并將熱電偶、電源與溫度控制系統(tǒng)相連；

6)啟動電源，試件的溫度按照設(shè)定的升溫曲線迅速升高，達到預(yù)定值后，溫度控制系統(tǒng)發(fā)出指令保持溫度恒定，啟動試驗機開始測試；

7)熱電偶、位移傳感器持續(xù)將試驗結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行處理并存儲，當試驗結(jié)果發(fā)生突變時，試驗機停止工作，測試結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明直接將金屬材料的試件與電源相連，試件作為電路中的唯一電阻，其溫度將迅速上升，相對加熱爐其升溫速度更快，效率更高，由于試件是導(dǎo)電加熱的，因此，不影響周圍環(huán)境，測量設(shè)備的環(huán)境誤差將很小，其測量結(jié)果也相對準確；同時，試件的阻值變化較小，其溫度相對均勻，因此，其測量結(jié)果更貼近于金屬材料的本質(zhì)特性，能真實反映金屬材料的物理特性。

本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為發(fā)明的金屬材料在高溫條件下的力學性能測試設(shè)備的布置圖。

具體實施方式

以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應(yīng)當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。

圖1為本發(fā)明的布置圖，金屬材料在高溫條件下的力學性能測試設(shè)備，包括試驗機1，還包括連接試件2兩端的電極柱3，電源4和包裹在試件2外表面的絕緣層5及隔熱層6，絕緣層4和隔熱層6上對應(yīng)設(shè)置有多個開孔7，開孔內(nèi)設(shè)置有位移傳感器8和熱電偶9，本實施例的熱電偶9采取控制系統(tǒng)控制，測量誤差很小，還包括溫度控制系統(tǒng)10和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11，溫度控制系統(tǒng)10與電極柱3和熱電偶9相連，對測試過程的溫度進行控制，使測試溫度控制在需要的范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11與溫度控制系統(tǒng)10和位移傳感器8及試驗機1相連，實時采集試件拉伸的荷載、溫度值和隨荷載的變形，對整個測試過程進行控制，使測試自動化、智能化。

上述測試設(shè)備的測試方法，包括以下步驟：

1)制備試件，在試件兩端分別加工出電極柱；

2)通過試件的電極柱與一電源的兩極相連；

3)在試件外表面包裹一層絕緣層和一層隔熱層；

4)裝夾試件：試驗機的上、下夾頭夾持固定試件的兩端；

5)通過絕緣層和隔熱層上對應(yīng)設(shè)置的開孔插入熱電偶、位移傳感器，并將熱電偶和控制系統(tǒng)相連、位移傳感器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；

6)啟動電源，試件的溫度按照設(shè)定的升溫曲線迅速升高，達到預(yù)定值后，溫度控制系統(tǒng)發(fā)出指令保持溫度恒定，啟動試驗機開始測試；

7)熱電偶、位移傳感器和試驗機持續(xù)將試驗結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行處理并存儲，當試驗結(jié)果發(fā)生突變時，試驗機停止工作，測試結(jié)束。

本實施例直接將金屬材料的試件與電源相連，試件作為電路中的唯一電阻，其溫度將迅速上升，相對加熱爐的加熱方式其升溫速度更快，效率更高，由于試件是導(dǎo)電加熱的，因此，不影響周圍環(huán)境，測量設(shè)備的環(huán)境誤差將很小，即熱電偶、位移傳感器的測量結(jié)果也相對準確；同時，試件的阻值變化較小，其溫度相對均勻，因此，其測量結(jié)果更貼近于金屬材料的本質(zhì)特性，能真實反映金屬材料的物理特性。

特別的，熱電偶、位移傳感器可以設(shè)置在試件中部區(qū)域，試件溫度更一致，其測量結(jié)果更準確。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。