一种蠕变性能测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种蠕变性能测试装置及方法，涉及材料力学性能测试技术领域。主要采用的技术方案为：一种蠕变性能测试装置包括蠕变试验机、测试腔室及环境气氛输入系统。其中，测试腔室安装在蠕变试验机上，且在试样的蠕变性能测试过程中，试样位于测试腔室中。环境气氛输入系统用于向测试腔室内输入特定气氛，以使测试腔室的内部环境能模拟出试样材料的服役环境。其中，环境气氛输入系统包括气氛系统和环境气氛混合器；气氛系统包括一种或多种气氛单元。本发明专利技术主要用于提供一种能在模拟的服役环境条件下测试材料蠕变性能的蠕变性能测试装置及方法，以为材料的性能优化研究与设计提供更可靠的试验数据、为材料的应用提供关键基础数据。

A testing device and method for creep property

【技术实现步骤摘要】
一种蠕变性能测试装置及方法
本专利技术涉及一种材料力学性能测试
，特别是涉及一种蠕变性能测试装置及方法。
技术介绍
蠕变是指材料在长时间恒温恒载荷的作用下缓慢地产生塑性变形的现象。材料的蠕变性能直接影响到材料的使用寿命，因此，研究材料的蠕变性能(即，研究材料的变形随温度、应力和时间的变化规律)，对材料的应用具有非常重要的意义。目前，材料蠕变性能的研究主要集中在大气环境下。但是，在材料的实际使用条件下，环境会对材料的性能和使用寿命产生的较大影响。例如，对于火电、核电领域的部件而言，常常面临着管道内的高温水蒸气、管道外的高温烟气等腐蚀环境；对于舰船和舰载机在海洋环境中长期服役，所使用的材料长期处于具有腐蚀性的海洋大气环境下。腐蚀性环境对材料的使用性能产生很大影响，会减少材料的使用寿命、会降低部件的可靠性，同时还会增加发生危险故障的可能性。现有的蠕变性能测试装置及方法几乎都是在常规大气条件下进行，而常规大气条件下的材料蠕变性能测试不能准确的反映材料的真实服役条件下的蠕变性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种蠕变性能测试装置及方法，主要目的在于能模拟材料的服役环境(如，腐蚀环境)，在模拟的服役环境条件下测试材料的蠕变性能，从而为材料的性能优化研究与设计提供更可靠的试验数据、为材料的应用提供关键基础数据。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：一方面，本专利技术的实施例提供一种蠕变性能测试装置，其中，所述蠕变性能测试装置包括：蠕变试验机；r>测试腔室，所述测试腔室安装在蠕变试验机上，且在试样的蠕变性能测试过程中，所述试样位于所述测试腔室中；环境气氛输入系统，所述环境气氛输入系统用于向所述测试腔室内输入特定气氛，以使所述测试腔室的内部环境能模拟出试样材料的服役环境；其中，所述环境气氛输入系统包括气氛系统和环境气氛混合器；所述气氛系统包括一种或多种气氛单元；每一种所述气氛单元上均设有气氛输出管；所述气氛输出管上设置有阀门及流量计，所述气氛单元的气氛输出管通过第一管路与所述环境气氛混合器连通；所述环境气氛混合器通过第二管路与所述测试腔室连通，且所述第二管路上设置阀门；其中，根据试样材料的服役环境，使所述气氛系统向所述环境气氛混合器中输入一种或多种设定量的气氛，以先在所述环境气氛混合器中形成所述特定气氛后，再将所述环境气氛混合器中的特定气氛输送至所述测试腔室。优选的，所述蠕变性能测试装置还包括抽真空系统；其中，所述抽真空系统用于对所述测试腔室、环境气氛混合器进行抽真空处理。优选的，所述抽真空系统包括：真空泵，所述真空泵通过第三管路与所述测试腔室连通；排气处理装置，所述真空泵与所述排气处理装置连接，用于将测试腔室中的气体抽到所述排气处理装置中；优选的，所述第三管路上安装有抽真空阀门、真空计。优选的，所述气氛系统包括如下气氛单元中的一种或多种：水蒸气发生器、碱液蒸发器、氮气储存装置、惰性气体储存装置、氢气储存装置、硫化氢储存装置、烟气储存装置、二氧化硫储存装置、其他气体储存装置。优选的，所述其他气体储存装置包括一氧化碳气体储存装置和/或氯气储存装置。优选的，所述第一管路上设置有阀门；和/或所述第二管路上还设置有流量计及压力表。优选的，所述蠕变性能测试装置还包括加热保温装置；其中，所述加热保温装置安装在所述测试腔室内，用于对试样进行加热及保温。优选的，所述蠕变试验机包括上拉伸杆和下拉伸杆；其中，所述上拉伸杆、下拉伸杆分别与所述测试腔室通过动密封结构连接；所述上拉伸杆的下端设有第一夹持结构、下拉伸杆的上端设有第二夹持结构；其中，所述第一夹持结构用于夹持试样的上端、所述第二夹持结构用于夹持试样的下端。优选的，所述蠕变试验机包括双通道变形测量记录系统；和/或所述蠕变试验机为电子式蠕变试验机或机械杠杆砝码式蠕变试验机。另一方面，本专利技术的实施例提供一种蠕变性能测试方法，其中，采用上述任一项所述的蠕变性能测试装置在模拟的材料服役环境条件下，测试试样的蠕变性能。优选的，所述蠕变性能测试方法包括如下步骤：安装试样：将试样安装在蠕变试验机上；模拟试样材料的服役环境：根据试样材料的服役环境，使气氛系统向所述环境气氛混合器输入一种或多种设定量的气氛，先在所述环境气氛混合器中形成所述特定气氛，再将所述环境气氛混合器中的特定气氛输送至所述测试腔室，以使所述测试腔室的内部环境模拟出试样材料的服役环境；；蠕变性能测试：采用蠕变试验机对试样进行蠕变性能测试。优选的，在所述模拟试样材料的服役环境的步骤之前，还包括抽真空处理：采用抽真空系统对所述测试腔室、环境气氛混合器进行抽真空处理。优选的，在所述模拟试样材料的服役环境的步骤中：使环境气氛输入系统向测试腔室中输入一种或几种腐蚀性气氛，以使所述测试腔室的内部环境模拟出腐蚀性服役环境。与现有技术相比，本专利技术的蠕变性能测试装置及方法至少具有下列有益效果：一方面，本专利技术实施例提供的蠕变性能测试装置，通过在现有的蠕变试验机上增设测试腔室及环境气氛输入系统；其中，环境气氛输入系统用于向测试腔室中输入特定气氛(在此，输入气氛的种类和量具体根据所模拟的服役环境而定)，以使测试腔室的内部环境能模拟出试样材料的服役环境。因此，本实施例提供的蠕变性能测试装置能模拟材料的服役环境(如，腐蚀环境，惰性气体环境等)，在模拟的服役环境条件下测试材料的蠕变性能，从而为材料的性能优化研究与设计提供更可靠的试验数据、为材料的应用提供关键基础数据。进一步地，本实施例的环境气氛输入系统通过设置气氛系统和环境气氛混合器，这样在使测试腔室模拟试样材料的服役环境时：先根据试样材料的实际使用环境，控制一种或多种气氛单元中气氛输出管上的阀门及其开度，使一种或多种设定量的气氛依次进入环境气氛混合器中，在环境气氛混合器中形成特定气氛后，再由环境气氛混合器将特定气氛输入测试腔室中。通过上述设置，一方面，当特定气氛是由多种气氛组成，环境气氛混合器能对多种气氛进行充分地混合，进而提高测试腔室的模拟服役环境的模拟效果；另一方面，先在环境气氛混合器混合成特定气氛，待在蠕变试验机上安装好试样后，直接使环境气氛混合器向测试腔室输入特定气氛即可，由此可见可以节约测试时间，提高测试效率(若在试样安装后，再向依次向测试腔室输入多种气氛进行混合成特定气氛，还的花费较长的时间)。进一步地，本专利技术实施例提供的蠕变性能测试装置通过设置抽真空系统，以对测试腔室、环境气氛混合器进行抽真空处理；这样设置，一方面，本专利技术实施例提供的蠕变性能测试装置可以对试样进行真空环境下的蠕变试验，测试材料在真空环境下的蠕变行为及性能，以进行材料蠕变特性基础研究与分析；另一方面，便于将测试腔室的内部环境模拟成试样材料的服役环境(先对环境气氛混合器抽真空后，向环境气氛混合器通入不同的气氛，这样促进多种气氛快速充分混合成特定气氛，然后将特定气氛通入抽真空后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蠕变性能测试装置，其特征在于，所述蠕变性能测试装置包括：/n蠕变试验机；/n测试腔室，所述测试腔室安装在蠕变试验机上，且在试样的蠕变性能测试过程中，所述试样位于所述测试腔室中；/n环境气氛输入系统，所述环境气氛输入系统用于向所述测试腔室内输入特定气氛，以使所述测试腔室的内部环境能模拟出试样材料的服役环境；/n其中，所述环境气氛输入系统包括气氛系统和环境气氛混合器；/n所述气氛系统包括一种或多种气氛单元；每一种所述气氛单元上均设有气氛输出管；所述气氛输出管上设置有阀门及流量计，所述气氛单元的气氛输出管通过第一管路与所述环境气氛混合器连通；/n所述环境气氛混合器通过第二管路与所述测试腔室连通，且所述第二管路上设置阀门；/n其中，根据试样材料的服役环境，使所述气氛系统向所述环境气氛混合器中输入一种或多种设定量的气氛，以先在所述环境气氛混合器中形成所述特定气氛后，再将所述环境气氛混合器中的特定气氛输送至所述测试腔室。/n

【技术特征摘要】
1.一种蠕变性能测试装置，其特征在于，所述蠕变性能测试装置包括：
蠕变试验机；
测试腔室，所述测试腔室安装在蠕变试验机上，且在试样的蠕变性能测试过程中，所述试样位于所述测试腔室中；
环境气氛输入系统，所述环境气氛输入系统用于向所述测试腔室内输入特定气氛，以使所述测试腔室的内部环境能模拟出试样材料的服役环境；
其中，所述环境气氛输入系统包括气氛系统和环境气氛混合器；
所述气氛系统包括一种或多种气氛单元；每一种所述气氛单元上均设有气氛输出管；所述气氛输出管上设置有阀门及流量计，所述气氛单元的气氛输出管通过第一管路与所述环境气氛混合器连通；
所述环境气氛混合器通过第二管路与所述测试腔室连通，且所述第二管路上设置阀门；
其中，根据试样材料的服役环境，使所述气氛系统向所述环境气氛混合器中输入一种或多种设定量的气氛，以先在所述环境气氛混合器中形成所述特定气氛后，再将所述环境气氛混合器中的特定气氛输送至所述测试腔室。


2.根据权利要求1所述的蠕变性能测试装置，其特征在于，所述蠕变性能测试装置还包括抽真空系统；其中，
所述抽真空系统用于对所述测试腔室、环境气氛混合器进行抽真空处理。


3.根据权利要求2所述的蠕变性能测试装置，其特征在于，所述抽真空系统包括：
真空泵，所述真空泵通过第三管路与所述测试腔室连通；
排气处理装置，所述真空泵与所述排气处理装置连接，用于将测试腔室中的气体抽到所述排气处理装置中；
优选的，所述第三管路上安装有抽真空阀门、真空计。


4.根据权利要求1所述的蠕变性能测试装置，其特征在于，所述气氛系统包括如下气氛单元中的一种或多种：水蒸气发生器、碱液蒸发器、氮气储存装置、惰性气体储存装置、氢气储存装置、硫化氢储存装置、烟气储存装置、二氧化硫储存装置、其他气体储存装置。


5.根据权利要求4所述的蠕变性能测试装置，其特征在于，所述其他气体储存装置包括一氧化碳气体储存装置和/或氯气储存装置。

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【专利技术属性】
技术研发人员：赵乃仁，李鹤，杨彦红，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21