一种高温拉伸试样的制作方法与流程

本发明涉及一种金属材料高温拉伸试样，尤其涉及一种与夹具采用螺纹连接夹具的全厚度矩形横截面高温拉伸试样。

背景技术：

高温短时拉伸试验主要是测定金属材料在高于室温时的抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率等性能指标。金属材料高温拉伸试样一般分为：圆形横截面螺纹连接试样、矩形横截面带销孔拉伸试样(如图1-图2所示)、矩形横截面带头拉伸试样。为更准确测试材料的高温拉伸性能，当机加工和试验机能力允许时，应制备全截面或全厚度试样。

做高温拉伸试验时，为避免对拉伸试验机的液压夹具造成影响，高温拉伸试样都需要通过转接头、两根很长的上下拉杆连接件与拉伸试验机的液压夹具相连，同时受拉伸试验机的空间所限，高温炉不能太大，一般高温炉均热区长度不超过150mm，炉膛内径尺寸一般为

目前做厚度较大的全截面或全厚度高温拉伸试验时，需要在大载荷的拉伸试验机上配备高温炉。一种方案是将试样直接夹持在拉伸试验机的液压夹具上，为了避免高温对拉伸试验机的液压夹具造成影响，试样夹持端要加长，因此导致试样重量加大，给试样加工和检验带来极大的困难，同时也造成原材料的浪费。另外一种方案是将手动夹持的楔形夹具放置在高温炉中，但最高温度一般不能超过350℃，不满足高温拉伸温度的要求。一般高温润滑脂的工作温度时-70℃～350℃，超过350℃高温润滑脂失效，楔形夹具的夹块不能滑动，在试验过程中无法逐渐增大夹持力，从而使试样打滑，试验结果无效。并且由于手动夹具需要手动转动转轮进行对试样施加预紧力，转轮温度极高，易烫伤。

技术实现要素：

本发明提供了一种高温拉伸试样的制作方法，该高温拉伸试样可以提高试样与拉伸试验机的同轴度及试样厚度方向的对中性，从而保证试验结果的准确性，使拉伸试验过程操作更方便，同时试验过程中安全性也得到提高。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种高温拉伸试样的制作方法，所述高温拉伸试样是常规的矩形横截面带头高温拉伸试样转制为两端带有螺纹连接段、中部为矩形横截面试验段的拉伸试样，该高温拉伸试样可由常规的圆形横截面螺纹连接高温拉伸试样用的螺纹连接夹具夹持进行高温拉伸试验；高温拉伸试样的具体制作过程包括如下步骤：

1)确定螺纹连接段的螺纹公称直径d：依据常规的矩形横截面带头高温拉伸试样的原始厚度a0，将螺纹连接段的公称直径d圆整为最接近试样原始厚度a0、并符合gb/t196《普通螺纹基本尺寸》规定尺寸的数值；

2)确定试验段原始宽度b0：设高温拉伸试样螺纹连接段的横截面积为s1，试验段的横截面积为s0；则s0＝a0b0m，式中d1为螺纹连接段螺纹的小径，b0为高温拉伸试样原始宽度，b0m为高温拉伸试样最大原始宽度；为确保试样断裂位置在试验段，要求s1≥1.1s0，则由此求出最大宽度b0m；b0取最接近b0m的数值，且修约到0.5mm；

3)按螺纹公称直径d先将高温拉伸试样的两端螺纹连接段加工成圆柱体，并将圆柱体端部加工平齐并打中心孔，高温拉伸试样中部的试验段仍保留原有矩形横截面不变，其厚度为a0，宽度为b0；

4)以圆柱体端部中心孔为基准，将高温拉伸试样两端螺纹连接段加工出螺纹，螺纹的大径尺寸为d。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)解决了厚度较大的钢板、型钢、钢管等材料做全截面或全厚度高温拉伸试验时的固定夹持问题，只需采用螺纹连接的圆形横截面试样夹具就可轻松完成全截面或全厚度高温拉伸试验；

2)提高了试样与拉伸试验机的同轴度及试样厚度方向的对中性，从而确保试验结果的准确性；

3)可简化试验操作过程，提高试验过程的安全性，从而满足全厚度高温拉伸试验的要求。

附图说明

图1是本发明所述常规矩形横截面带头高温拉伸试样的主视图。

图2是本发明所述常规矩形横截面带头高温拉伸试样的俯视图。

图3是本发明所述高温拉伸试样的主视图。

图4是本发明所述高温拉伸试样的俯视图。

图中：1.夹持段2.试验段3.螺纹连接段

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

一种高温拉伸试样的制作方法，所述高温拉伸试样是常规的矩形横截面带头高温拉伸试样(如图1-图2所示)转制为两端带有螺纹连接段3、中部为矩形横截面试验段2的拉伸试样(如图3-图4所示)，该高温拉伸试样可由常规的圆形横截面螺纹连接高温拉伸试样用的螺纹连接夹具夹持进行高温拉伸试验；高温拉伸试样的具体制作过程包括如下步骤：

1)确定螺纹连接段的螺纹公称直径d：依据常规的矩形横截面带头高温拉伸试样的原始厚度a0，将螺纹连接段3的公称直径d圆整为最接近试样原始厚度a0、并符合gb/t196《普通螺纹基本尺寸》规定尺寸的数值；

2)确定试验段原始宽度b0：设高温拉伸试样螺纹连接段3的横截面积为s1，试验段2的横截面积为s0；则s0＝a0b0m，式中d1为螺纹连接段3螺纹的小径，b0为高温拉伸试样原始宽度，b0m为高温拉伸试样最大原始宽度；为确保试样断裂位置在试验段2，要求s1≥1.1s0，则由此求出最大宽度b0m；b0取最接近b0m的数值，且修约到0.5mm；

3)按螺纹公称直径d先将高温拉伸试样的两端螺纹连接段3加工成圆柱体，并将圆柱体端部加工平齐并打中心孔，高温拉伸试样中部的试验段2仍保留原有矩形横截面不变，其厚度为a0，宽度为b0；

4)以圆柱体端部中心孔为基准，将高温拉伸试样两端螺纹连接段3加工出螺纹，螺纹的大径尺寸为d。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

本实施例中，常规矩形横截面两端夹持段1的宽度为b1，厚度为a1；中间试验段2的宽度为b0，厚度为a0。

确定高温拉伸试样螺纹连接段3的螺纹公称尺寸d：试样的原始厚度a0＝16.0mm，参照gb/t196《普通螺纹基本尺寸》，确定螺纹公称尺寸(大径)d为m16mm。为简化加工、检验程序，也可将邻近厚度的试样取相同的螺纹公称尺寸d，见表1，本实施例中，d＝16mm。

表1螺纹连接矩形横截面试样尺寸

确定原始宽度b0：由gb/t196，查得m16的小径d1＝13.835mm，依据得b0m＝8.54mm，则确定原始宽度b0＝8.0mm。为简化加工、检验程序，也可将邻近厚度的试样取相同的b0，见表1，本实施例中，取b0＝6.0mm。

试样预加工：将试样加工成矩形横截面带头试样，两端螺纹连接段3加工成圆柱体，并将圆柱体端部加工平齐并打中心孔，圆柱体的直径为16.0mm，试验段2的宽度为b0＝6.0mm，试验段2的厚度为a0＝16.0mm。

将两端圆柱体加工成螺纹，螺纹的公称尺寸(大径)d为16mm，高温拉伸试样即制作完成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。