本實用新型涉及一種材料的高溫性能測試領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種高效的獲得完整蠕變曲線和顯微組織的試驗裝置。

背景技術(shù)：

目前隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對能源的需求越來越多，造成環(huán)境的污染也隨之加重，因此提高能源的利用效率、發(fā)展新型能源、減少有害氣體及溫室氣體的排放成為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要支撐點。在研制新能源的同時，提高工業(yè)裝置的工作參數(shù)是提高現(xiàn)有能源的使用效率和物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率的最有效手段。因此在火電、核電、石化和煉油等高能耗行業(yè)中都向著高溫、高壓、結(jié)構(gòu)大型化的趨勢發(fā)展，如何保證相關(guān)設(shè)備在高溫和惡劣環(huán)境中的安全穩(wěn)定運行成為重大的研究課題。材料在高溫長時間服役，其組織是在慢慢向平衡組織演變的，而組織的變化必然導致材料性能的變化，產(chǎn)生蠕變損傷，最終造成蠕變破壞。因此，為保證高溫結(jié)構(gòu)的完整性，獲得其在服役條件下材料的高溫性能，準確評價在役高溫結(jié)構(gòu)的剩余壽命，研究高溫結(jié)構(gòu)的蠕變損傷具有重要意義。目前國內(nèi)有關(guān)高溫蠕變的試驗裝置僅能同時測試一個試樣，尤其當需要獲得在完整蠕變過程中不同階段試樣的微觀組織時，需要進行重復的試驗，從而花費大量時間。因此，急需設(shè)計出一套高效的多試樣的蠕變試驗裝置，來獲得不同服役條件下材料的蠕變損傷狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效的獲得完整蠕變曲線和顯微組織的試驗裝置，通過此試驗裝置可以同時將三個相同的棒狀蠕變試樣固定，蠕變變形通過最下端的蠕變試樣進行測量，從而獲得了三個蠕變試樣的蠕變變形，同時對其他兩個蠕變試樣模擬不同的服役條件，進行蠕變微觀損傷分析，可在短時間獲得不同服役條件的蠕變試樣，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、效率高、使用方便靈活等特點。

本實用新型通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種高效的獲得完整蠕變曲線和顯微組織的試驗裝置，包括兩個結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)接頭部件和連接頭部件、由第一固定組件與第一測量組件和第二固定組件與第二測量組件構(gòu)成的兩組變形測量組件以及主軸組件，轉(zhuǎn)接頭部件與連接頭部件分別連接三個相同的棒狀的蠕變試樣；

所述的轉(zhuǎn)接頭部件其兩端為螺紋連接軸，上端外螺紋與上端主軸連接，下端內(nèi)螺紋與蠕變試樣一端的外螺紋連接；

所述的連接頭部件中心有貫穿的連接孔，孔壁設(shè)置有螺紋，上端與蠕變試樣一端的外螺紋連接，下端與蠕變試樣另一端的外螺紋連接；

所述的第一固定組件由上卡環(huán)和上引伸桿組成，上卡環(huán)固定在最下端蠕變試樣的上凸臺，上引伸桿與上卡環(huán)緊固連接并沿豎直方向向下延伸；

所述的第二固定組件由下卡環(huán)和下引伸桿組成，下卡環(huán)固定在最下端蠕變試樣的下凸臺上，下引伸桿與下卡環(huán)緊固連接并沿豎直方向向下延伸；

所述的第一測量組件由上托架、兩個調(diào)整桿、兩個結(jié)構(gòu)相同的沉溝球軸承、兩個彈簧架和兩個彈簧構(gòu)成；上托架與上引伸桿通過螺釘連接，上托架設(shè)有軸向的與調(diào)整桿配合的通孔，通過螺釘固定調(diào)整桿的高度，彈簧架穿過上托架并與彈簧相連，深溝球軸承放置在靠近導軌的上托架上，與導軌接觸；

所述的第二測量組件由下托架、兩個結(jié)構(gòu)相同的沉溝球軸承、兩個彈簧架和兩個彈簧構(gòu)成；下托架與下引伸桿通過螺釘連接，下托架設(shè)有與上托架的調(diào)整桿位置對應(yīng)的通孔，通過螺釘將引伸計固定在下托架的通孔和上托架的調(diào)整桿之間，彈簧架穿過下托架并與彈簧相連，深溝球軸承放置在靠近導軌的下托架上，與導軌接觸；

所述的主軸組件包括連桿、下拉桿、導軌、外螺紋以及與圓孔，連桿頂端設(shè)置有外螺紋，下拉桿與連桿連接，下拉桿兩側(cè)設(shè)置有導軌，下拉桿底端貫穿設(shè)置有與底端平行的圓孔。

進行試驗時：

首先，將上轉(zhuǎn)接頭部件通過外螺紋與試驗機頂端連接，將下轉(zhuǎn)接頭部件通過外螺紋依次與連桿、下拉桿、導軌通過圓孔連接在試驗機器下端，然后將蠕變試樣固定在上下轉(zhuǎn)接頭上，中間的蠕變試樣與最下端的蠕變試樣通過連接頭連接；

其次，通過卡環(huán)將上引伸桿固定在最下端的蠕變試樣的上凸臺上，同理下引伸桿以同樣的方式固定在最下端的蠕變試樣的下凸臺上；

再次，將兩個相同的沉溝球軸承分別放置于上托架和下托架，并與導軌接觸，再將兩個相同的彈簧架內(nèi)嵌在上托架和下托架上；同樣，另一組軸對稱的變形測量組件以同樣的方式安裝；

最后，用兩對結(jié)構(gòu)相同的彈簧分別將上托架的兩個彈簧架與下托架的兩個彈簧架固定起來，然后在下托架安裝試驗所用的引伸計，并用螺釘固定，可通過調(diào)整桿的高度改變引伸計測量范圍，在載荷作用下，蠕變試樣隨著載荷變化而變形，深溝球軸承在相應(yīng)導軌上滑動。

與現(xiàn)有的高溫蠕變試驗機相比，本實用新型的有益效果是：

高效的三試樣串聯(lián)獲得完整蠕變曲線的試驗裝置，既大大節(jié)省了時間成本，又節(jié)約了經(jīng)濟，在獲得完整蠕變曲線的基礎(chǔ)上也得到了不同服役時間的蠕變損傷狀態(tài)的試樣。

附圖說明

圖1是本實用新型試驗裝置的立體圖；

圖2是圖1所示試驗裝置的轉(zhuǎn)接頭部件立體圖；

圖3是圖1所示試驗裝置的連接頭部件立體圖；

圖4是圖1中所示試驗裝置的主軸組件的立體圖；

圖5是圖1中所示試驗裝置的蠕變試樣的立體圖；

圖6-1是圖1中所示試驗裝置的固定組件的立體圖；

圖6-2是圖1中所示試驗裝置的變形測量組件的立體圖；

圖7是成都遠恒精密測控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的引伸計的立體圖；

圖8是利用本實用新型獲得的完整蠕變曲線；

圖9是本實用新型試驗獲得的蠕變試樣的微觀組織照片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型技術(shù)方案作進一步描述：

一種高效的獲得完整蠕變曲線和顯微組織的試驗裝置，包括兩個結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)接頭部件10和連接頭部件60、由固定組件A30和測量組件B30構(gòu)成的變形測量組件30、由固定組件A40和測量組件B40構(gòu)成的變形測量組件40以及主軸組件50，轉(zhuǎn)接頭部件與連接頭部件分別連接三個相同的棒狀的蠕變試樣20；

所述的轉(zhuǎn)接頭部件其兩端為螺紋連接軸，上端外螺紋12與上端主軸連接，下端內(nèi)螺紋11與蠕變試樣一端的外螺紋21連接；

所述的連接頭部件中心有貫穿的連接孔，孔壁設(shè)置有螺紋，上端與蠕變試樣一端的外螺紋連接，下端與蠕變試樣另一端的外螺紋連接；

所述的固定組件A30由上卡環(huán)A31和上引伸桿A32組成，上卡環(huán)固定在最下端蠕變試樣的上凸臺22-1，上引伸桿A32與上卡環(huán)A31緊固連接并沿豎直方向向下延伸；

所述的固定組件A40由下卡環(huán)A41和下引伸桿A42組成，下卡環(huán)A41固定在最下端蠕變試樣的下凸臺22-2上，下引伸桿A42與下卡環(huán)A41緊固連接并沿豎直方向向下延伸；

所述的測量組件B30由上托架B31、兩個調(diào)整桿B33、兩個結(jié)構(gòu)相同的沉溝球軸承 B34、兩個彈簧架B35和兩個彈簧B36構(gòu)成；上托架B31與上引伸桿A32通過螺釘B32 連接，上托架B31設(shè)有與調(diào)整桿B33配合的通孔B38，通過螺釘B39固定調(diào)整桿B33的高度，彈簧架B35穿過上托架并與彈簧相連，深溝球軸承B34放置在靠近導軌53的上托架B31上，與導軌53接觸；

所述的測量組件B40由下托架B41、兩個結(jié)構(gòu)相同的沉溝球軸承B43、兩個彈簧架 B44和兩個彈簧B45構(gòu)成；下托架B41與下引伸桿A42通過螺釘B46連接，下托架B41 設(shè)有與上托架的調(diào)整桿位置對應(yīng)的通孔B42，通過螺釘B48將引伸計71固定在下托架的通孔和上托架的調(diào)整桿之間，彈簧架B44穿過下托架并與彈簧相連，深溝球軸承B43放置在靠近導軌53的下托架B41上，與導軌53接觸；

所述的主軸組件50包括連桿51、下拉桿52、導軌53、外螺紋54以及與圓孔55，連桿頂端設(shè)置有外螺紋，下拉桿與連桿連接，下拉桿兩側(cè)設(shè)置有導軌，下拉桿底端貫穿設(shè)置有與底端平行的圓孔。

進行試驗時：

首先，將上轉(zhuǎn)接頭部件10通過外螺紋12與試驗機頂端連接，將下轉(zhuǎn)接頭部件10通過外螺紋54依次與連桿51、下拉桿52、導軌53通過圓孔55連接在試驗機器下端，然后將蠕變試樣固定在上下轉(zhuǎn)接頭上，中間的蠕變試樣與最下端的蠕變試樣通過連接頭連接；

其次，通過卡環(huán)A31將上引伸桿A32固定在最下端的蠕變試樣的上凸臺22上，同理下引伸桿A33以同樣的方式固定在最下端的蠕變試樣的下凸臺22上；

再次，將兩個相同的沉溝球軸承分別放置于上托架B31和下托架B32，并與導軌53 接觸，再將兩個相同的彈簧架內(nèi)嵌在上托架B31和下托架B32上；同樣，另一組軸對稱的變形測量組件40以同樣的方式安裝；

最后，用兩對結(jié)構(gòu)相同的彈簧分別將上托架的兩個彈簧架與下托架的兩個彈簧架固定起來，然后在下托架的通孔和上托架的調(diào)整桿之間安裝試驗所用的引伸計，并用螺釘固定，可通過調(diào)整桿的高度改變引伸計測量范圍，在載荷作用下，蠕變試樣隨著載荷變化而變形，深溝球軸承在相應(yīng)導軌53上滑動。

本試驗裝置裝夾試樣后與長春機械科學研究院RDJ50蠕變設(shè)備連接，進行三試樣串聯(lián)的高溫蠕變試驗時，蠕變試樣在試驗恒定載荷作用下，可記錄試驗過程中最下端的蠕變試樣載荷線位移隨時間變化曲線，由于三個蠕變試樣的尺寸完全相同，所受載荷一致，因此中間的蠕變試樣和最上端的蠕變試樣的蠕變曲線與最下端的蠕變試樣一樣，從而來研究高溫蠕變試樣的蠕變微觀組織損傷行為，并預測高溫部件的壽命。圖8給出了由該試驗裝置獲得的完整蠕變曲線，圖9給出了由該試驗裝置獲得的微觀組織。

與現(xiàn)有的高溫蠕變試驗機相比，本實用新型高效的三試樣串聯(lián)獲得完整蠕變曲線的試驗裝置，既大大節(jié)省了時間成本，又節(jié)約了經(jīng)濟，在利用最下端試樣獲得完整蠕變曲線的基礎(chǔ)上，在測試過程中對中間和上端試樣模擬不同服役條件，得到了不同服役時間的蠕變損傷狀態(tài)的試樣。

以上對本實用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本實用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本實用新型的保護范圍。