专利名称：一种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应力腐蚀试验装置，特别是一种铝合金拉伸应力腐蚀试验
装置O
背景技术：
由腐蚀环境和静态拉应力同时作用而引起的金属浸蚀，常导致裂纹的形成，引起金属结构承载性能明显下降。为了评定金属和合金的应力腐蚀敏感性，国内常用的 拉伸应力腐蚀装置包括加载电机、涡轮蜗杆减速器、支撑骨架、试件连接件、环境容 器、力传感器、温度传感器、计算机控制模块。试验数据全部由计算机记录，可以记录 和输出应力-应变和自腐蚀电位-时间两组实验数据和曲线，并可以计算出需要的断裂寿 命、抗拉强度、断面收缩率等力学性能。该装置的不足在于体积大、造价高，一次只能 进行单个试样的测试。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置，解决常用拉伸 应力腐蚀试验装置体积大、造价高、一次只能测试单个试样的问题。一种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置，包括支撑骨架、温度传感器、环境容 器、加热管、电源总开关、工作开关A、工作开关B、工作开关C、工作开关D、加热指 示灯、运行指示灯、缺水报警指示灯、试样断裂指示灯A、试样断裂指示灯B、试样断裂 指示灯C、试样断裂指示灯D、拉力显示器A、拉力显示器B、拉力显示器C、拉力显示 器D、温度显示器、计时器A、计时器B、计时器C、计时器D，还包括加载系统A、 加载系统B、加载系统C、加载系统D、排水管、保温材料。其中，加载系统A，包括 涡轮蜗杆减速器A、力传感器A、力传感器下连接件A、弹簧A、弹簧上连接件A、弹簧 下连接件A、试样下连接件A。其余三套加载系统与加载系统A的组成、结构和工作过 程完全一致，所述加载系统A、加载系统B、加载系统C、加载系统D以两行两列形式分 别安装在支撑骨架内，加载系统A、拉力显示器A、计时器A、工作开关A、试样断裂指 示灯A为一套，依此规律本装置共有四套组成、结构、工作过程均相同的加载系统、拉 力显示器、计时器、工作开关和试样断裂指示灯。以一套为例介绍本装置的连接关系和工作过程，其他三套与此相同。拉力显示器A、计时器A、试样断裂指示灯A和工作开关A安装在试验装置面板 上，拉力显示器A和试样断裂指示灯A分别与力传感器A导线连接，计时器A与工作开 关A导线连接。保温材料置于支撑骨架下半部分里外的不锈钢外壳空腔内，形成环境容 器。环境容器底部有一个排水孔，所述排水孔与外面排水管连接。环境容器底部装有加 热管和温度传感器，加热管及温度传感器与环境容器间的接触缝隙用密封胶密封。试验 装置的面板上分布有电源总开关、运行指示灯、加热指示灯、缺水报警指示灯。电源总 开关与运行指示灯导线连接，加热管与加热指示灯导线连接，温度传感器与温度显示器导线连接，并与缺水报警指示灯导线连接。涡轮蜗杆减速器固定在支撑骨架的内顶部，下方依次为力传感器、力传感器下连接件、弹簧上连接件、弹簧、弹簧下连接件和试样 下连接件，试样下连接件下端螺纹固定在支撑骨架的底部。其中涡轮蜗杆减速器、力传 感器、力传感器下连接件及弹簧上连接件之间依次螺纹配合。弹簧一端的挂钩挂在弹簧 上连接件的销钉上，弹簧另一端的挂钩挂在弹簧下连接件的销钉上，弹簧下连接件的另 一端与试样的一端销钉连接，试样的另一端与试样下连接件一端销钉连接。应力腐蚀试验时，先把试样的两端通过销钉分别连接到弹簧下连接件和试样下 连接件上，然后在环境容器内倒入试验所需的腐蚀溶液。开启电源总开关，运行指示灯 亮起，在温度显示器上预设试验温度，加热管对腐蚀溶液进行加热，加热指示灯亮起， 温度传感器对腐蚀溶液温度进行测量，当温度达到加载系统的设定试验温度时，加热管 停止加热，加热指示灯灭。调节涡轮蜗杆对试样施加载荷，力传感器采集力值大小并显 示在拉力显示器上。达到设定的载荷后停止加载，按下工作开关，计时器开始计时。一 段时间之后试验件断裂，试样断裂指示灯亮起，计时器自动停止计时，显示试验时间， 实验结束。试验过程中温度低于预设试验温度时，加热指示灯亮起，加热管自动再加热。 环境容器中缺水时，缺水报警指示灯亮起，停止加热。腐蚀溶液更换时废液由排水管排
出ο本装置用于测量在一定腐蚀溶液和拉伸应力作用下铝合金的断裂时间，装置技 术参数高800mm 900mm，长750mm 850mm，宽420mm 520mm，施加载荷范 围80kg 500kg，腐蚀液为3 % NaCl+0.5% H2O2溶液，腐蚀液温度35°C 士 1 °C。装置体 积小、结构简单、成本低廉，可同时进行1 4个试样的试验，加载大小可独立调节。
图1 一种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置的结构示意图；图2 —种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置加载部分结构示意图。1.涡轮蜗杆减速器2.支撑骨架3.环境容器4.保温材料5.温度传感器6.加热管 7.电源总开关8.加热指示灯9.运行指示灯10.缺水报警指示灯11.排水管12.温度显示器 13.力传感器14.弹簧15.弹簧上连接件16.弹簧下连接件17.试样下连接件18.力传感器 下连接件19.拉力显示器A 20.拉力显示器B 21.拉力显示器C 22.拉力显示器D 23.计时 器A 24.计时器B 25.计时器C 26.计时器D27.试样断裂指示灯A 28.试样断裂指示灯B 29.试样断裂指示灯C 30.试样断裂指示灯D 31.工作开关A 32.工作开关B 33.工作开关C 34.工作开关D 35.加载系统A36.加载系统B 37.加载系统C 38.加载系统D
具体实施方式
一种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置，包括支撑骨架2、温度传感器5、环境容 器3、加热管6、电源总开关7、工作开关A31、工作开关B32、工作开关C33、工作开 关D34、、加热指示灯8、运行指示灯9、缺水报警指示灯10、试样断裂指示灯A27、试 样断裂指示灯B28、试样断裂指示灯C29、试样断裂指示灯D30、拉力显示器A19、拉 力显示器B20、拉力显示器C21、拉力显示器D22、温度显示器12、计时器A23、计时器B24、计时器C25、计时器D26，还包括加载系统A35、加载系统B36、加载系统 C37、加载系统D38、排水管11、保温材料4。其中，加载系统A35，包括涡轮蜗杆减 速器Al、力传感器A13、力传感器下连接件A18、弹簧A14、弹簧上连接件A15、弹簧下 连接件A16、试样下连接件A17。其余三套加载系统与加载系统A35的组成、结构和工 作过程完全一致，所述加载系统A35、加载系统B36、加载系统C37、加载系统D38以两 行两列形式安装在支撑骨架内，加载系统A35、拉力显示器A19、计时器A23、工作开关 A31、试样断裂指示灯A27为一套，依此规律本装置共有四套组成、结构、工作过程均相 同的加载系统、拉力显示器、计时器、工作开关和试样断裂指示灯。以一套为例介绍本装置的连接关系和工作过程，其他三套与此相同。拉力显示器A19、计时器A23、试样断裂指示灯A27和工作开关A31安装在试 验装置面板上，拉力显示器A19和试样断裂指示灯A27分别与力传感器A13导线连接， 计时器A23与工作开关A31导线连接。保温材料4置于支撑骨架2下半部分里外的不锈 钢外壳空腔内，形成环境容器3。环境容器3底部有一个排水孔，所述排水孔与外面排水 管11连接。环境容器3底部装有加热管6和温度传感器5，加热管6及温度传感器5与 环境容器3间的接触缝隙用密封胶密封。试验装置的面板上分布有电源总开关7、运行指 示灯9、加热指示灯8、缺水报警指示灯10。电源总开关7与运行指示灯9导线连接，加 热管6、温度传感器5分别与面板上的温度显示器12和加热指示灯8导线连接，并与缺 水报警指示灯10导线连接。涡轮蜗杆减速器Al固定在支撑骨架2的内顶部，下方依次 为力传感器A13、力传感器下连接件A18、弹簧上连接件A15、弹簧A14、弹簧下连接件 A16和试样下连接件A17，试样下连接件A17下端螺纹固定在支撑骨架2的底部。其中 涡轮蜗杆减速器Al、力传感器A13、力传感器下连接件A18及弹簧上连接件A15之间依 次螺纹配合。弹簧A14 —端的挂钩挂在弹簧上连接件A15的销钉上，弹簧A14另一端的 挂钩挂在弹簧下连接件A16的销钉上，弹簧下连接件A16的另一端与试样的一端销钉连 接，试样的另一端与试样下连接件A17 —端销钉连接。应力腐蚀试验时，先把试样的两端通过销钉分别连接到弹簧下连接件A16和试 样下连接件A17上，然后在环境容器3内倒入试验所需的腐蚀溶液。开启电源总开关7， 运行指示灯亮9起，在温度显示器12上预设试验温度，加热管6对腐蚀溶液进行加热， 加热指示灯8亮起，温度传感器5对腐蚀溶液温度进行测量，当温度达到加载系统A35的 设定试验温度时，加热管6停止加热，加热指示灯8灭。调节涡轮蜗杆对试样施加载荷， 力传感器A13采集力值大小并显示在拉力显示器A19上。达到设定的载荷后停止加载， 按下工作开关A31，计时器A23开始计时。一段时间之后试验件断裂，试样断裂指示灯 A27亮起，计时器A23自动停止计时，显示试验时间，实验结束。试验过程中温度低 于预设试验温度时，加热指示灯亮8起，加热管6自动再加 热。环境容器3中缺水时，缺水报警指示灯10亮起，停止加热。腐蚀溶液更换时废液 由排水管11排出。本装置用于测量在一定腐蚀溶液和拉伸应力作用下铝合金的断裂时间，装置技 术参数高800mm 900mm，长750mm 850mm，宽420mm 520mm，施加载荷范 围80kg 500kg，腐蚀液为3% NaCl+0.5% H2O2溶液，腐蚀液温度35°C 士 1°C。
权利要求1. 一种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置，包括支撑骨架(2)、温度传感器(5)、 环境容器(3)、加热管(6)、电源总开关(7)、工作开关A(31)、工作开关B(32)、工 作开关C(33)、工作开关D(34)、加热指示灯(8)、运行指示灯(9)、缺水报警指示灯 (10)、试样断裂指示灯A(27)、试样断裂指示灯B(28)、试样断裂指示灯C(29)、试样 断裂指示灯D(30)、拉力显示器A(19)、拉力显示器B(20)、拉力显示器C(21)、拉力 显示器D(22)、温度显示器(12)、计时器A(23)、计时器B(24)、计时器C(25)、计时 器D(26)，其特征在于还包括加载系统A(35)、加载系统B(36)、加载系统C(37)、 加载系统D(38)、排水管(11)、保温材料(4)；其中，加载系统A(35)，包括涡轮 蜗杆减速器A(I)、力传感器A(13)、力传感器下连接件A(18)、弹簧A(14)、弹簧上 连接件A(15)、弹簧下连接件A(16)、试样下连接件A(17)；其余三套加载系统与加载 系统A(35)的组成、结构完全一致，所述加载系统A(35)、加载系统B(36)、加载系统 C (37),加载系统D(38)以两行两列形式安装在支撑骨架内，加载系统A(35)、拉力显示 器A(19)、计时器A(23)、工作开关A(31)、试样断裂指示灯A(27)为一套，依此规律本 装置共有四套组成、结构相同的加载、显示、计时、指示系统；以一套为例描述本装置的连接关系，其他三套与此相同；拉力显示器A(19)、计时器A(23)、试样断裂指示灯A(27)和工作开关A(31)安装在 试验装置面板上，拉力显示器A(19)和试样断裂指示灯A(27)分别与力传感器A(13)导 线连接，计时器A(23)与工作开关A(31)导线连接；保温材料(4)置于支撑骨架(2)下半 部分里外的不锈钢外壳空腔内，形成环境容器(3)；环境容器(3)底部有一个排水孔，所 述排水孔与外面排水管(11)连接；环境容器(3)底部装有加热管(6)和温度传感器(5)， 加热管(6)及温度传感器(5)与环境容器(3)间的接触缝隙用密封胶密封；试验装置的面 板上分布有电源总开关(7)、运行指示灯(9)、加热指示灯(8)、缺水报警指示灯(10)； 电源总开关(7)与运行指示灯(9)导线连接，加热管(6)、温度传感器(5)分别与面板上 的温度显示器(12)和加热指示灯(8)导线连接，并与缺水报警指示灯(10)导线连接；涡 轮蜗杆减速器A(I)固定在支撑骨架(2)的内顶部，下方依次为力传感器A(13)、力传感 器下连接件A(18)、弹簧上连接件A(15)、弹簧A(14)、弹簧下连接件A(16)和试样下连 接件A(17)，试样下连接件A(17)下端螺纹固定在支撑骨架(2)的底部；其中涡轮蜗杆 减速器A(l)、力传感器A(13)、力传感器下连接件A(18)及弹簧上连接件A(15)之间依 次螺纹配合；弹簧A(14) —端的挂钩挂在弹簧上连接件A(15)的销钉上，弹簧A(14)另 一端的挂钩挂在弹簧下连接件A(16)的销钉上，弹簧下连接件A(16)的另一端与试样的 一端销钉连接，试样的另一端与试样下连接件A(17) —端销钉连接。
专利摘要本实用新型公开了一种铝合金拉伸应力腐蚀试验装置，包括温度传感器(5)、加热管(6)、拉力显示器(20)、温度显示器(12)、计时器(14)、加载系统，温度传感器(5)、缺水报警指示灯(10)、加热指示灯(8)和加热管(6)导线连接，运试样断裂指示灯(21)与力传感器(13)、计时器(14)导线连接，拉力显示器(20)与力传感器(13)导线连接，试验时试样通过销钉固定在弹簧下连接件(16)和试样下连接件(17)上，涡轮蜗杆对试样施加载荷，腐蚀溶液加热到设定温度后，计时器(14)开始计时，试样断裂后，计时器(14)停止计时。本装置体积小、结构简单、成本低廉，可同时进行1～4个试样的试验。
文档编号G01N17/00GK201803903SQ20102053471
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者任毅, 张念华, 汤干明, 郭明科, 黄小贝 申请人:航天科工防御技术研究试验中心