一种金属材料高温持久强度试验用防抱死拉杆以及由该防抱死拉杆组成的套件的制作方法

本实用新型涉及金属材料物理检测领域，尤其涉及金属材料高温持久强度试验所用的拉杆。

背景技术：

金属材料的高温持久强度试验是在恒定环境条件（高温）和恒定应力下，检测材料直至断裂所需时间以及断裂后塑性指标的方法，是高温材料研究、开发的重要试验，且高温持久强度值直接关系到部件高温下的服役安全，是各类高温下服役部件的重要设计输入参数之一。为了得到高温持久强度数据，通常需要进行数千小时甚至数万小时的试验。

当前，持久强度试验中，试样与拉杆通常采用螺纹连接。试验时，在螺纹连接处，试样不可避免发生氧化（拉杆因本身材质为高温合金，具有良好抗氧化性能），试验时间越长，氧化越严重。对于一般合金钢，即使预先在螺纹处涂抹抗氧化剂，通常也无济于事。所以，当实验结束后，试样与拉杆发生“抱死”（或“胀死”）现象，试样取不出来，不得不将试样锯断后重新给拉杆钻孔、攻丝，攻丝过程如果操作不当，还容易导致拉杆报废。这一过程费时费力，试样也可能因强行取出而报废，无法做进一步分析。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种便于安装和取下试样的高温持久强度试验用拉杆以及由该拉杆组成的套件，以解决以下问题：（1）解决高温长时试验后试样与拉杆发生氧化“抱死”现象而无法取出的问题；（2）通过缩短试验后拆除试样时间，提高试验效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属材料高温持久强度试验用防抱死拉杆，包括可相互分离的内拉杆和套筒；

所述的内拉杆沿轴线对半剖开成两个左右对称且可相互分离的半部，分别为第一半部和第二半部；两个半部拼合后呈柱状，在一端形成用于与其他中间拉杆或接头连接的第一连接头，在另一端形成用于与试样连接的第二连接头，在外层形成有用于与所述套筒连接的第一外螺纹；

所述套筒的内壁设有与所述第一外螺纹相匹配的第一内螺纹，套筒通过该第一内螺纹与所述第一外螺纹的配合外套于所述内拉杆上，以使拼合的第一半部和第二半部抱紧。

进一步的，所述的第一连接头设置有第二外螺纹，且该第二外螺纹的大径小于所述第一外螺纹的小径。

进一步的，所述的第二连接头设置有第二内螺纹。

进一步的，所述套筒的外壁设置有方便工具夹持的第一夹持部。

进一步的，所述的第一外螺纹分为两段，两段之间为直径略小的无螺纹光杆段。

进一步的，所述第一连接头与所述第一外螺纹之间设置有方便工具夹持的第二夹持部，且当所述套筒完全套于所述内拉杆上时，该第二夹持部未完全被套筒包覆。

进一步的，所述第二连接头的端面处设置有用于限制套筒移动的限位板。

进一步的，所述的第一连接头与所述的第二连接头的轴心线共线。

进一步的，该拉杆由高温合金材质制成。

本实用新型还提供了一种金属材料高温持久强度试验用防抱死拉杆套件，由两个前述的防抱死拉杆组成，且两个防抱死拉杆分别用于与试样的两端固定连接。

本实用新型提供的防抱死拉杆，分为内拉杆和套筒，其中内拉杆被剖成了两部分，套筒可以外套于内拉杆上。通常，使用时需要准备两个防抱死拉杆（即组成所述的防抱死拉杆套件），先将内拉杆的两个半部拼合到一起，然后整体安装到套筒内，安装好后，内拉杆的一端通过外螺纹与其他中间拉杆或连接头连接，最终连接到试验机上，另一端通过内螺纹与试样相连，且两个防抱死拉杆分别连接在试样的两端，按照正常操作步骤捆好热电偶并关闭加热炉门进行试验。试验结束、冷却到室温后，将试样与防抱死拉杆一起取下，先拧下套筒，轻敲内拉杆，内拉杆的两个半部即可分开，从而，试样可以轻易被拆下、取出，若试样与内拉杆的螺纹处附着有较厚的氧化物，用适当的工具直接清理即可。

本实用新型在保证试验过程稳定、结果可靠的同时，还具有以下优点：（1）杜绝了高温合金拉杆报废的可能；（2）保证了试样的完整性，可以用来做其它更深入的分析；（3）通过缩短试验后拆除试样的时间，提高了试验效率。

附图说明

图1是本实用新型的防抱死拉杆套件与试样连接时的示意图；

图2是本实用新型中内拉杆的两个半部拆分后的示意图；

图3是本实用新型中套筒的结构示意图；

图中标记为：1-内拉杆，1-1-第一半部，1-2-第二半部，11-第一连接头，12-第二连接头，13-第一外螺纹，14-无螺纹光杆段，15-第二夹持部，16-限位板；

2-套筒，21-第一内螺纹，22-第一夹持部；

3-试样。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细介绍，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1、图2和图3，本实用新型提供的一种金属材料高温持久强度试验用防抱死拉杆（以下简称为防抱死拉杆或直接简称为拉杆），其包括可相互分离的内拉杆1和套筒2。

所述的内拉杆1沿轴线对半剖开成两个左右对称且可相互分离的半部，分别为第一半部1-1和第二半部1-2；两个半部1-1、1-2拼合后呈柱状，且拼合后，在一端形成用于与其他中间拉杆或接头连接的第一连接头11，在另一端形成用于与试样3连接的第二连接头12，在外层形成有用于与所述套筒2连接的第一外螺纹13；

所述的套筒2为圆形金属管，内壁设有全螺纹，即与第一外螺纹13相匹配的第一内螺纹21，套筒2通过该第一内螺纹21与所述第一外螺纹13的配合外套于所述内拉杆1上，以使拼合的第一半部1-1和第二半部1-2抱紧；

注意，套筒2不与试样3、其他中间拉杆或连接头直接连接，仅与内拉杆1的第一外螺纹13连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述的第一连接头11设置有第二外螺纹，从而第一连接头11可以通过螺纹与其他中间拉杆或接头连接；且，该第二外螺纹的大径小于所述第一外螺纹13的小径，以便套筒2能由第一连接头11一端套入。优选地，第二外螺纹的大径比第一外螺纹13的小径小2mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述的第一外螺纹13分为两段，两段之间为直径略小的无螺纹光杆段14。优选地，无螺纹光杆段14的直径比第一外螺纹13的小径小2mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述的第二连接头12设置有第二内螺纹，从而第二连接头12可以通过螺纹与试样3固定连接。

为了方便拆装套筒2与内螺杆1，在所述套筒2的外壁设置有方便工具夹持的第一夹持部22，优选地，第一夹持部22为两个相对设置的凹平面，如图1所示；在所述第一连接头11与所述第一外螺纹13之间还设置有同样方便工具夹持的第二夹持部15，且当所述套筒2完全套于所述内拉杆1上时，该第二夹持部15未完全被套筒2包覆，优选地，第二夹持部15的截面呈多边形，第二夹持部15的最大宽度也比第一外螺纹13的小径小2mm，即第二外螺纹的大经、第二夹持部15的最大宽度以及无螺纹光杆段14的直径三者基本一致，均比第一外螺纹13的小径小2mm，以方便套筒2套入。拧紧或拆卸套筒2时，用扳手和钳子分别夹住套筒2的第一夹持部22和内拉杆1的第二夹持部15并反向用力，即可使套筒2拧至最紧或由内拉杆1上拧松。

另外，在所述第二连接头12的端面处还设置有用于限制套筒2移动的限位板16，可选地，该限位板16与内拉杆1一体直接机加出来或用一圆板焊接在第二连接头12的端面上，以限制套筒2拧入内拉杆1时的最大深度。

通常，本实用新型还需满足：所述的第一连接头11与所述的第二连接头12的轴心线共线。以保证试验时，试样3两端的作用力在同一轴线上。

为尽量避免试验时，试样3与本实用新型的拉杆发生氧化“抱死”的可能性，本实用新型的拉杆选用在试验温度下不易因氧化而发生“抱死”的材料制造，即可选用高温合金材料，如优先选用高温合金K465制造。

进行金属材料高温持久强度试验前，先准备两个本实用新型的防抱死拉杆，将内拉杆1的两个半部1-1、1-2合起来安装到套筒2内，套筒2通过第一内螺纹21与内拉杆1的第一外螺纹13连接，使两个半部1-1、1-2抱紧被固定，安装仅手工进行即可，必要时可通过扳手、钳子将套筒2拧紧。安装好后的两个拉杆分别通过各自的第一连接头11与其他中间拉杆或连接头连接，最终连接到试验机上，此时拉杆安装完成。装试样3时，两个拉杆分别通过各自第二连接头12的第二内螺纹与试样3的两端相连，安装需保证试样3尽量旋入、安装到位，以防试验时螺纹处脱开。之后，按照正常操作步骤捆好热电偶并关闭加热炉门进行试验。试验结束、冷却到室温后，将试样3与拉杆一起取下，然后先拧下套筒2，轻敲内拉杆1，内拉杆1的两个半部1-1、1-2即可分开，从而试样3可以轻易被拆下、取出，若试样3与内拉杆的螺纹处附着有较厚的氧化物，用适当的工具直接清理即可。

当然，在一些可行但并不是最优的实施方式中，可以在试样3的一端采用本实用新型的防抱死拉杆连接，另一端采用传统的拉杆连接。

以下用一组需马上进行试验的电站锅炉用某9Cr钢圆棒试样进行比对试验：

试样直径为10mm，所有试样两夹持端均为同规格螺纹。从该组试样中取六个样、分成两组，第一组采用本实用新型的拉杆进行试验，试验温度为600℃，应力为120MPa，第二组采用传统拉杆，试验温度为600℃，应力为130MPa。第一组三个试样断裂时间在9千到1万小时之间，第二组三个试样断裂时间在6千到8千小时之间。试样断裂后，将试样与拉杆一起拆下，进行断后试样的拆卸，拆卸时，第一组采用一个扳手夹住第一夹持部22、同时用钳子夹住第二夹持部15，反向用力即可拧松套筒2，套筒2拆下后，轻敲内拉杆1，内拉杆1的两个半部1-1、1-2便会分开，从而六个断后试样均能被拆下；第二组中，六个断后试样在采用左右反复敲击加用油浸泡一周后、在虎钳上夹住拉杆、用钳子拆卸的方式，拆下了三个，但其中两个试样在拆卸的过程中已经严重变形，另外三个只能采用锯断后重新给拉杆钻孔、攻丝的方式拆卸，拆卸和攻丝过程中拉杆未被破坏，但试样除了一个还能用外，其它均无法再做进一步分析。

由上述比对试验可知，本实用新型在保证试验过程稳定、结果可靠的同时，还具有以下优点：（1）杜绝了高温合金拉杆报废的可能；（2）保证了试样的完整性，可以用来做其它更深入的分析；（3）通过缩短试验后拆除试样的时间，提高了试验效率。