应力电化学腐蚀装置

1.本技术涉及电化学腐蚀技术领域，更具体地，涉及一种应力电化学腐蚀装置。


背景技术：

2.在针对金属材料在设定的腐蚀液、温度、载荷和时间耦合作用下的材料应力腐蚀失效机理的研究中，通常要借助于应力腐蚀装置对金属拉伸，完成电化学腐蚀性试验，检测金属试样的耐腐蚀性。
3.目前的应力腐蚀装置，大多将用于盛放腐蚀液的腐蚀槽的槽壁设计为直接与金属试样或者试样夹具接触，而在实验过程金属试样在拉伸下会发生连续移动，导致金属试样和腐蚀槽的槽壁的接触位置发生相对移动，导致应力腐蚀装置的密封性变差，引起腐蚀液渗漏。


技术实现要素：

4.本技术的一个目的是解决上述问题，提供相应的有益效果。
5.本技术还有一个目的是提供一种应力电化学腐蚀装置，能够提升装置的密封性，避免发生腐蚀液渗漏。
6.为实现上述目的，本技术实施例所采用的主要技术方案如下：
7.本技术实施例提供一种应力电化学腐蚀装置，包括：
8.上试样夹具，其下端用于与金属试样固定连接；
9.腐蚀箱，其上端设置有第一开口和第二开口，且由所述第一开口向内凹陷形成用于盛放腐蚀液的内槽，由所述第二开口向内凹陷形成用于盛放热水的外槽，所述外槽环绕在所述内槽的外周；
10.箱盖，盖设在所述腐蚀箱上端，所述箱盖上设有参比电极位、铂电极位、工作电极位、热感应片位；
11.下拉杆，下端伸入到所述内槽内与所述腐蚀箱连接；和
12.下试样夹具，下端与所述下拉杆的上端固定连接，上端用于与金属试样固定连接；
13.其中，所述下拉杆可带动所述下试样夹具可相对于所述上试样夹具上下运动，以拉伸金属试样。
14.在一些技术方案中，所述的应力电化学腐蚀装置，还包括：参比电极、铂电极、工作电极、热感应片，依次被固定在相应的参比电极位、铂电极位、工作电极位、热感应片位处。
15.在一些技术方案中，所述的应力电化学腐蚀装置，还包括：加热器，所述加热器设置于所述外槽内，用于加热。
16.在一些技术方案中，所述的应力电化学腐蚀装置，还包括：底座设备；
17.丝杆，安装于所述底座设备上，用于带动所述下拉杆运动；和
18.用于带动所述丝杆转动的电机；
19.在一些技术方案中，所述的应力电化学腐蚀装置，还包括：滑轨，竖直设置在所述
底座设备上；
20.连接件，其与所述丝杆螺接，并且与所述滑轨滑动连接；
21.其中，所述腐蚀箱安装在所述连接件上。
22.在本技术实施例中，当电机带动丝杆运动时，连接件可沿着所述滑轨相对于丝杆上下运动，进而带动与箱体连接的下拉杆运动，拉伸金属试样。
23.在一些技术方案中，所述的应力电化学腐蚀装置，还包括：支撑梁，与所述滑轨固定连接；更具体地，与所述滑轨的上端连接；和
24.上拉杆，下端与所述上试样夹具的上端固定连接，上端固定连接于所述支撑梁上，且两者相对静止。
25.在一些技术方案中，所述的应力电化学腐蚀装置，还包括：所述滑轨的数量为两个，分别设置于所述腐蚀箱的两侧。
26.在一些技术方案中，所述的应力电化学腐蚀装置，还包括：所述下拉杆置入内槽的部分喷涂绝缘体材料；
27.所述下试样夹具的外周喷涂绝缘体材料。
28.在一些技术方案中，所述下试样夹具为圆形槽夹具或矩形槽夹具；
29.所述上试样夹具为圆形槽夹具或矩形槽夹具。
30.在一些技术方案中，所述下拉杆的下端与所述腐蚀箱螺纹连接。
31.本技术实施例具备以下技术效果：
32.相对于现有技术，本技术实施例具备以下有益效果：
33.其一，本技术实施例的应力电化学腐蚀装置设置了内槽和外槽，便于为腐蚀液加热，进而可以通过热传导来控制腐蚀液的温度；从而能够客观记录在不同温度和腐蚀介质中金属动态变化过程，反应出应力作用下材料的抗腐蚀能力，以及腐蚀对材料强度的影响，因此，通过所述应力电化学腐蚀装置实施的腐蚀实验可以客观评定材料使用可行性及提高实验结果可分析性。
34.其二，下试样夹具和试样通过下拉杆与腐蚀箱连接，可以降低内槽受金属试样移动的影响，因此，可以提升内槽的密封性，避免发生腐蚀液渗漏的现象，从而避免腐蚀应力电化学腐蚀装置的其他设备或者零器件。
35.其三，腐蚀箱上端开口设置，与箱盖可拆卸连接，便于内槽、外槽的换液和清洗。
36.再有就是，本技术实施例的应力电化学腐蚀装置可重复使用，内槽不与夹具和试样接触，实验过程中不用重复的拆卸腐蚀箱，不限制金属试样的形状和尺寸，可实现不同温度下的腐蚀试验。
37.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
38.图1是本技术实施例的应力电化学腐蚀装置的一个结构示意图；
39.图2是图1中m区域的一个局部放大结构示意图；
40.图3是本技术实施例的应力电化学腐蚀装置的一个工作原理示意图；
41.图4是本技术实施例的应力电化学腐蚀装置的又一个工作原理示意图；
42.附图标记：1、底座设备；2、丝杆；3、滑轨；4、支撑梁；5、下拉杆；6、下试样夹具；7、金属试样；8、上试样夹具；9、上拉杆；10、腐蚀箱；11、加热器；12、热感应片；13、铂电极；14、参比电极；15、工作电极；16、箱盖；17、热感应片位；18、参比电极位；19、铂电极位；20、工作电极位；21、连接件；22、半扇形盖体；101、内槽；102、外槽；161、通孔；221、半圆形孔。
具体实施方式
43.为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
44.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.本技术实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
46.此外，“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或器件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
47.本技术实施例中的术语“连接”，如无特别说明，本领域技术人员可以根据相关实施例及公知的知识确定其实现方式，例如直接连接、间接连接、转动连接、固定连接、可拆卸连接等，本技术对此不做限制。
48.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
49.如图1-4所示，本技术实施例提供了一种应力电化学腐蚀装置，包括：
50.上试样夹具8，其下端用于与金属试样7固定连接；
51.腐蚀箱10，其上端设置有第一开口和第二开口，且由所述第一开口向内凹陷形成用于盛放腐蚀液的内槽101，由所述第二开口向内凹陷形成用于盛放热水的外槽102，所述外槽102环绕在所述内槽101的外周；
52.箱盖16，其盖设在所述腐蚀箱10上端，所述箱盖16上设有参比电极位18、铂电极位19、工作电极位20、热感应片位17，以用于和电化学工作站连接；
53.下拉杆5，其下端伸入到所述内槽101内与所述腐蚀箱10的底部螺纹连接；以及
54.下试样夹具6，其下端与所述下拉杆5的上端固定连接，上端用于与金属试样7固定连接；
55.其中，所述下拉杆5可带动所述下试样夹具6相对于所述上试样夹具8上下运动，以拉伸金属试样7。
56.本技术实施例中，在实际工作时，通过参比电极位18、铂电极位19、工作电极位20、热感应片位17与电化学工作站相连，以便于获取腐蚀箱10内的实验数据，完成腐蚀实验的检测与控制。更具体地，参比电极位18上可以安装参比电极14，铂电极位19上可以铂电极13，工作电极位20上可以安装工作电极15，热感应片位17上可以安装热感应片12；其中，参比电极14、铂电极13、热感应片12均被设置为：一端伸入到所述内槽101内盛放的腐蚀液中，另一端与电化学工作站连接；工作电极15被设置为将金属试样7和电化学工作站连接。相对于现有技术，本技术实施例具备以下有益效果：
57.其一，内槽101和外槽102的设置，便于为腐蚀液加热，进而可以通过热传导来控制腐蚀液的温度；从而能够客观记录在不同温度和腐蚀介质中金属动态变化过程，反映出应力作用下材料的抗腐蚀能力，以及腐蚀对材料强度的影响，因此，通过所述应力电化学腐蚀装置实施的腐蚀实验可以客观评定材料使用可行性及提高实验结果可分析性。
58.其二，下试样夹具6和金属试样7通过下拉杆5与腐蚀箱10连接，能够不与所述内槽101的槽壁接触，可以降低内槽101受金属试样7移动的影响，因此，可以提升内槽101的密封性，避免内槽101发生腐蚀液渗漏的现象，从而避免腐蚀应力电化学腐蚀装置的其他设备或者零器件。
59.其四，腐蚀箱10上端开口设置，与箱盖16可拆卸连接，便于对内槽101、外槽102实现换液和清洗。
60.在一些实施例中，所述箱盖16上设置有通孔161，金属试样可以穿过所述通孔161进入到所述内槽101内。这样可以便于金属试样7进入到所述内槽101内，且不与内槽对应的各个侧壁连接，即不与腐蚀箱10和箱盖16直接连接，避免金属试样7的移动影响到内槽101的密封性，避免腐蚀液渗漏。
61.再有就是，尽管国内外已研制出金属材料拉伸应力电化学腐蚀装置，但是对于电化学腐蚀槽和试样夹具的设计不够完善，适用性较低，结构复杂不易试样的装夹局限试样的形状。而本技术实施例提供的应力电化学腐蚀装置则可重复使用，内槽101不与上试样夹具8、下试样夹具6和金属试样7直接连接，实验过程中如果要更换金属试样，不用重复的拆卸腐蚀箱10和箱盖16，不限制金属试样7的形状和尺寸，可实现不同温度下的腐蚀试验。
62.在一些实施例中，下试样夹具6和下拉杆5均位于所述内槽101内，所述上试样夹具8位于所述内槽101的外部，也即所述箱盖16的上方。
63.在一些实施例中，所述应力电化学腐蚀装置还包括：参比电极14、铂电极13、工作电极15、热感应片12，依次被固定在相应的参比电极位18、铂电极位19、工作电极位20、热感应片位17处。更具体地，参比电极位18、铂电极位19、工作电极位20、热感应片位17设置于所述箱盖16上，所述箱盖16在参比电极位18、铂电极位19、工作电极位20、热感应片位17处均设置有一个相应的连接孔(图中未示出)，每个所述连接孔贯通所述箱盖16的上下两侧，将所述内槽101与所述腐蚀箱10的外部连通。所述参比电极14、所述铂电极13、所述工作电极15、所述热感应片12分别安装于对应的所述连接孔内，这样就也可以将参比电极14、铂电极
13、工作电极15、热感应片12固定。
64.在一些实施例中，所述箱盖16分为左右两个半扇形盖体22，每个半扇形盖体22各开设两个所述连接孔，每个所述半扇形盖体22上还设置有半圆形孔221，两个半扇形盖体22连接在一起时，两个所述半圆形孔221形成所述通孔161。
65.便于实现所述箱盖16和所述腐蚀箱10之间的安装与拆卸。
66.在一些实施例中，所述下试样夹具6上设置有第一连接槽61，用于容置金属试样的一端，例如下端。在一些实施例中，所述下试样夹具8上设置有第二连接槽81，用于容置金属试样的另一端，例如上端。进一步地，所述工作电极15连接于所述第一连接槽61内，位于所述第一连接槽61的槽底，当金属试样7安装于所述第二连接槽81内时，所述工作电极15与金属试样7的上端接触，可参见图2-3所示。
67.在一些实施例中，所述应力电化学腐蚀装置还包括：
68.加热器11，所述加热器11设置于所述外槽102内，用于为所述外槽102内盛放的热水加热，进而实现对所述内槽101的加热。
69.在一些实施例中，所述应力电化学腐蚀装置还包括：
70.底座设备1；
71.丝杆2，安装于所述底座设备1上，用于带动所述下拉杆5运动；和
72.用于带动所述丝杆2转动的电机(图中未示出)；
73.在一些实施例中，所述应力电化学腐蚀装置还包括：
74.滑轨3，竖直设置在所述底座设备1上，更具体地，所述滑轨3的下端与所述底座设备1固定连接；连接件21，其与所述丝杆2螺接，并且与所述滑轨3滑动连接；更具体地，所述连接件21为连接板或者连接杆；
75.其中，所述腐蚀箱10安装在所述连接件21上。
76.在本技术实施例中，当电机带动丝杆2运动时，连接件21可沿着所述滑轨3相对于丝杆2上下运动，进而带动与箱体连接的下拉杆5运动，拉伸金属试样7。
77.在一些实施例中，所述应力电化学腐蚀装置还包括：
78.支撑梁4，与所述滑轨3固定连接；更具体地，与所述滑轨3的上端连接；和
79.上拉杆9，其下端与所述上试样夹具8的上端固定连接，上端固定连接于所述支撑梁4上，且两者相对静止。
80.在一些实施例中，所述滑轨3的数量为两个，分别设置于所述腐蚀箱10的两侧，例如左右两侧。
81.需要说明的是，本文所述的固定连接可以通过销钉将连接来实现。
82.实际工作中，结合图3所示，所述下拉杆5部分置入内槽的腐蚀液中，所述下试样夹具6几乎全部置入内槽的腐蚀液中。所以，在一些实施例中，所述下拉杆5置入内槽101的部分喷涂有绝缘体材料；所述下试样夹具6的外周喷涂有绝缘体材料。
83.在一些实施例中，所述内槽101为圆形槽或者矩形槽，所述下试样夹具6、所述上试样夹具8的形状与所述内槽101的形状匹配。
84.在一些实施例中，所述外槽102为与所述内槽101相适配的环形槽，套设于所述内槽的外周。相应地，所述第二开口为环形开口，且套设于所述第二开口的外周。
85.更具体地，如图1所示，所述内槽101为圆形槽，所述外槽102为套设于所述内槽101
外周的圆环形槽。容易理解的是，在某些实施方式中，所述内槽101为矩形槽时，所述外槽102的形状可以设置为与其相适配的矩环形。
86.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。