【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属管材力学性能检测，具体涉及一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法。
技术介绍
1、国家大力发展核电产业，锆合金具有中子吸收率较低、高温力学性能优良、抗腐蚀性能强以及耐高温等优点，由于其优良的核性能已被广泛地应用在反应堆中作为包壳材料和结构材料。目前各国都在开发锆合金包壳材料，在材料开发过程需要对材料各种性能进行测试分析。锆合金管材蠕变性能是衡量锆合金包壳管安全性的重要指标，也是锆合金管材设计开发、鉴定、验收的重要技术指标，研究其蠕变行为对保证核反应堆的有效运行和评估锆合金安全使用寿命具有重要意义。
2、目前国内广泛参考的金属材料蠕变试验标准有：国家标准(gb/t 2039)、美国标准(astm e139)及民航标准(hb 5151)，这些测试方法适用于棒材和板材试样，并不适用于管材试样，管材试样无法直接取样测试；目前针对锆合金管材的蠕变性能主要是围绕ys/t1463-2021《锆合金管材内压蠕变试验方法》标准展开的各类方法，这种实验方法既复杂又昂贵，国内拥有此类仪器的单位寥寥无几。作为燃料包壳材料的锆合金薄壁管通常处于复杂的应力状态工况条件，包壳管环向和轴向应力比值会随工况条件发生变化。目前国内没有公开的金属管材单轴拉伸高温蠕变试验方法，对于锆合金管材单轴拉伸高温蠕变试验方法的研究少之又少，无法为核工业领域结构材料的自主研发、生产、检测等提供更多的设计思路，一定程度上制约了我国核材料的推广与发展。
3、因此，为了弥补国内单轴拉伸管材高温蠕变技术的空白，需要一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法。该方法设计并制备连接头，并将两个连接头与待测试金属管材组成待测试样品，待测试样品两端的连接头均具有上端螺纹段，均与电子式轴向拉伸蠕变试验机紧密连接，防止测试过程中发生滑动，保证了单轴拉伸过程的顺利进行，提高测试结果的准确性，通过电子式轴向拉伸蠕变试验机为待测试金属管材提供单轴拉伸和高温以测试金属管材的单轴拉伸高温蠕变性能，填补锆合金管单轴拉伸高温蠕变性能测试的技术空白，为新型核级锆合金管材的研发和设计提供有力支撑，突破检测技术的壁垒。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3、步骤一、根据待测试金属管材制备连接头；所述连接头包括上端螺纹段，所述上端螺纹段下部连接有变径段，所述变径段下端连接有支撑段，所述支撑段下部连接有下端堵头，所述支撑段上套装有环形的中间凸台；
4、步骤二、将待测试金属管材与两个步骤一中制备的连接头进行组装，然后进行真空电子束焊接，得到待测试样品；
5、步骤三、将多个步骤二中得到的待测试样品进行单轴拉伸高温蠕变性能测试，得到待测试金属管材的单轴拉伸高温蠕变性能。
6、本专利技术设计并制备连接头，并将两个连接头与待测试金属管材组成待测试样品，待测试样品两端的连接头均具有上端螺纹段，均与电子式轴向拉伸蠕变试验机紧密连接，防止测试过程中发生滑动，保证了单轴拉伸过程的顺利进行，提高测试结果的准确性，通过电子式轴向拉伸蠕变试验机为待测试金属管材提供单轴拉伸和高温以测试金属管材的单轴拉伸高温蠕变性能。
7、本专利技术中连接头的变径段为电子式轴向拉伸蠕变试验机的变形测试工装保留安装空间，支撑段和中间凸台用于固定变形测试工装，下端堵头用于伸进待测试金属管材并通过真空电子束焊接与待测金属管材紧密配合，使两个连接头与待测试金属管材组成待测试样品，保证待测试样品的同轴度，其中变形测试工装用于检测待测试金属管材在进行单轴拉伸高温蠕变性能测试中发生的变形。
8、本专利技术通过制备多个待测试样品进行单轴拉伸高温蠕变性能测试，通过多次的测试，得到准确的待测试金属管材的单轴拉伸高温蠕变性能。
9、上述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤一中所述连接头的轴线处开设有中心通孔，所述中心通孔的直径为1mm～3mm。本专利技术通过设置中心通孔并控制中心通孔的直径，使待测试样品两端与外界连通，平衡待测试金属管材内外部的压力，保证了单轴拉伸高温蠕变性能测试的准确性。
10、上述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述待测试金属管材与连接头的材质相同。本专利技术通过使待测试金属管材与连接头的材质相同，便于进行真空电子束焊接，同时也保证了单轴拉伸高温蠕变性能测试的准确性。
11、上述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述下端堵头的直径小于待测试金属管材端部的内径，且差值小于0.1mm，所述下端堵头的长度为8mm～12mm。本专利技术通过控制下端堵头的尺寸，便于待测试金属管材套装在下端堵头上，保证了连接头与待测试金属管材的连接效果。
12、上述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述下端堵头的下部为半球状。本专利技术通过将下端堵头的下部设置为半球状，实现下端堵头的下部为半球状与待测试金属管材的切面接触过渡无锥角，便于待测试金属管材的安装和连接。
13、上述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤三中所述单轴拉伸高温蠕变性能测试中待测试样品的有效标距为待测试样品中待测试金属管材7两端均刨除下端堵头4的长度留下的部分，长度为l-2l，其中l为待测试金属管材7的长度，单位为mm，l为下端堵头4的长度，单位为mm。本专利技术由于连接头与待测试金属管材需要进行焊接，且为了保证便于焊接设计了下端堵头，在单轴拉伸高温蠕变性能测试中位于下端堵头处的金属管材不会发生明显的形变，为了使单轴拉伸高温蠕变性能更为准确，确定了有效标距，有效标距即为进行单轴拉伸高温蠕变性能测试时有效的待测试金属管材的试验长度，同时也表示待测试金属管材有效的测试位置，即待测试样品中有效的测试位置为待测试金属管材两端均刨除下端堵头的长度留下的部分，用于得出准确的待测试金属管材变形量，从而获得变形率。
14、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
15、1、本专利技术设计并制备连接头，并将两个连接头与待测试金属管材组成待测试样品，待测试样品两端的连接头均具有上端螺纹段，均与电子式轴向拉伸蠕变试验机紧密连接，防止测试过程中发生滑动，保证了单轴拉伸过程的顺利进行，提高测试结果的准确性，通过电子式轴向拉伸蠕变试验机为待测试金属管材提供单轴拉伸和高温以测试金属管材的单轴拉伸高温蠕变性能，填补锆合金管单轴拉伸高温蠕变性能测试的技术空白，为新型核级锆合金管材的研发和设计提供有力支撑，突破检测技术的壁垒。
16、2、本专利技术中连接头的变径段为电子式轴向拉伸蠕变试验机的变形测试工装保留安装空间，支撑段和中间凸台用于固定变形测试工装，下端堵头用于伸进待测试金属管材并通过真空电子束焊接与待测金属管材紧密配合，使两个连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤一中所述连接头的轴线处开设有中心通孔(6)，所述中心通孔(6)的直径为1mm～3mm。
3.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述待测试金属管材(7)与连接头的材质相同。
4.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述下端堵头(4)的直径小于待测试金属管材(7)端部的内径，且差值小于0.1mm，所述下端堵头(4)的长度为8mm～12mm。
5.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述下端堵头(4)的下部为半球状。
6.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤三中所述单轴拉伸高温蠕变性能测试中待测试样品的有效标距为待测试样品中待测试金属管材(7)两端均刨除下端堵头(4)的长度留下的部分，长度
...【技术特征摘要】
1.一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤一中所述连接头的轴线处开设有中心通孔(6)，所述中心通孔(6)的直径为1mm～3mm。
3.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述待测试金属管材(7)与连接头的材质相同。
4.根据权利要求1所述的一种金属管材单轴拉伸高温蠕变性能测试方法，其特征在于，步骤二中所述下端堵头(4)的直径小于待测试金属管材...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荣，李媛媛，刘泽晨，张浩，王喆，赵煜，
申请(专利权)人：西安汉唐分析检测有限公司，
类型：发明
国别省市：
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