一种用于金属管材高温拉伸试验的辅助装置及使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属管材高温拉伸试验技术领域，主要涉及到一种用于金属管材高温 拉伸试验的辅助装置及使用方法。
【背景技术】
[0002] 金属管材的高温拉伸性能是衡量金属管材在特定温度条件下实现安全设计和生 产验收的基本指标。目前国内进行金属管材的高温拉伸试验一般按照GB/T4338《金属材料 高温拉伸试验方法》进行测试，规定当外径等于或小于16_范围内的管材应切取整管进行 试验，外径大于16_至30_的管材，在试验条件允许的情况下，也应选择整管进行试验，否 则可切取宽度IOmm的条形进行试验。
[0003] 在上述试验中，经常产生以下问题： 1) 剖管试样的两端采取销钉孔固定方式，然而对于薄管壁的试样，销钉孔会被拉出豁 口，导致试验失败； 2) 对于整管进行的试验，由于整管试样太长，造成试样温度分布不均，使试样在拉伸过 程中产生不均匀变形并导致试验数据失真，此外还会造成整管材料的浪费。
[0004] 除此之外，如果整管材料的长度不够则无法进行上述试验。
【发明内容】
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种用于金属管材高温拉伸试验的辅助装置及使 用方法，辅助装置结构简单、装配灵活，可以适应不同直径范围金属管材的高温拉伸试验， 使用过程不会出现金属管材产生非均匀变形现象，提高高温拉伸试验数据的准确性。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 一种用于金属管材高温拉伸试验的辅助装置及使用方法，设定金属管材的最大外径为 D ^ 30mm、最小外径为D1S 16 mm，金属管材的壁厚忽略不计，高温拉伸试验在高温炉中进 行并符合GB/T4338《金属材料高温拉伸试验方法》，该辅助装置包括通孔圆形套筒、楔形夹 块、顶紧圆块、连接杆及塞头，本发明的特征如下： 通孔圆形套筒的一端设置有内螺纹孔，内螺纹孔的高度是通孔圆形套筒总高的 1/4~1/2,顶紧圆块呈倒凸圆状，顶紧圆块的最大外圆是外螺纹，通过所述外螺纹实现顶紧 圆块旋接在内螺纹孔内，顶紧圆块的大头端面正中联接连接杆，顶紧圆块的小头端面正中 联接塞头，塞头的外径<金属管材的内径，塞头的长度等于通孔圆形套筒总高的1/2~3/4 ; 通孔圆形套筒的另一端设置有内半圆楔形滑道，其中内半圆楔形滑道的最大端宽度与 内螺纹孔的公称直径相等，内半圆楔形滑道的最小端位于通孔圆形套筒另一端的端面，在 内半圆楔形滑道内装配一对结构相同但安装方向相反的楔形夹块，楔形夹块具有外半圆楔 形滑道和咬齿，外半圆楔形滑道与内半圆楔形滑道相互匹配使一对楔形夹块能在内半圆楔 形滑道中相对滑动，咬齿具有120°夹角，当一对楔形夹块处于内半圆楔形滑道最大端的张 开位置时其一对咬齿形成的咬合间距多D，当一对楔形夹块处于内半圆楔形滑道最小端的 闭合位置时其一对咬齿形成的咬合间距SD1，楔形夹块的上端呈缩小的倒半圆锥状，所述 倒半圆锥状的半径<顶紧圆块小头端面的半径； 上述结构构成一套辅助装置，在高温拉伸试验中要配置两套辅助装置一同使用，先在 各塞头的外端缠绕耐高温柔软材料，连同所述柔软材料把各塞头塞入金属管材两端，确保 各塞头不会靠重力作用使金属管材产生相对滑动，此时再旋紧各顶紧圆块以推动两对楔形 夹块将金属官材从两头卡紧，然后将尚温拉伸试验机的夹头夹紧在两个连接杆端，将金属 管材连同两套辅助装置一同放进高温炉的恒温区内再合上炉膛，高温炉按高温拉伸试验要 求升温至试验温度并保温，在试验温度内进行高温拉伸试验，高温拉伸试验完成后等两套 辅助装置冷却至室温时再取出，旋下各顶紧圆块使两对楔形夹块处于松弛状态，再把金属 管材取出即可。
[0007] 由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下有益效果： 1、本发明的两套辅助装置完全满足GB/T4338-2006《金属材料高温拉伸试验方法》的 要求，可以实现不同直径金属管材的高温拉伸试验。
[0008] 2、本发明的两套辅助装置夹持金属管材操作方便，高温拉伸试验过程中金属管材 不会产生相对滑动，金属管材变形均匀，高温拉伸试验结果准确可靠。
【附图说明】
[0009] 图1是两套辅助装置具体使用的结构示意简图； 图2是圆形套筒的剖面图； 图3是图2的左视剖面图； 图4是图2的俯视图； 图5是一对楔形夹块的主视图； 图6是图5的俯视图； 上述图中：1-通孔圆形套筒；I. 1-内半圆楔形滑道；1. 2-内螺纹孔；2-楔形夹块； 2. 1-外半圆楔形滑道；2. 2-咬齿；3-顶紧圆块；4-连接杆；5-塞头；6-金属管材；7-高温 炉。
【具体实施方式】
[0010] 本发明是一种用于金属管材高温拉伸试验的辅助装置及使用方法，本发明能够解 决以下问题： 1、管壁过薄不适合销钉孔夹持方式时，采取整管夹持进行高温拉伸试验，保证了高温 拉伸试验的成功性。
[0011] 2、整管拉伸不会出现非均匀变形现象，提高高温拉伸试验数据的准确性。
[0012] 3、金属管材长度按照常温拉伸的长度设计即可，节省试验材料。
[0013] 4、可以满足不同直径范围金属管材的高温拉伸试验。
[0014] 首先设定金属管材的最大外径为D ^ 30mm、最小外径为D1S 16 mm，金属管材的 壁厚忽略不计，高温拉伸试验在高温炉中进行并符合GB/T4338《金属材料高温拉伸试验方 法》。
[0015] 结合图1-6,本发明的一套辅助装置中包括通孔圆形套筒1、楔形夹块2、顶紧圆块 3、连接杆4及塞头5,在通孔圆形套筒1的一端设置有内螺纹孔I. 2,在通孔圆形套筒1的 另一端设置有内半圆楔形滑道1. 1，在内半圆楔形滑道1. 1内装配一对结构相同但安装方 向相反的楔形夹块2,楔形夹块2具有外半圆楔形滑道2. 1和咬齿2. 2, 一套辅助装置的具 体结构参照所述技术方案，不另赘述。
[0016] 在高温拉伸试验中要配置两套辅助装置一同使用，先在各塞头的外端缠绕耐高温 柔软材料，连同所述柔软材料把各塞头塞入金属管材两端，确保各塞头不会靠重力作用使 金属管材产生相对滑动，此时再旋紧各顶紧圆块以推动两对楔形夹块将金属管材从两头卡 紧，然后将高温拉伸试验机的夹头夹紧在两个连接杆端，将金属管材连同两套辅助装置一 同放进高温炉的恒温区内再合上炉膛，高温炉按高温拉伸试验要求升温至试验温度并保 温，在试验温度内进行高温拉伸试验，高温拉伸试验完成后等两套辅助装置冷却至室温时 再取出，旋下各顶紧圆块使两对楔形夹块处于松弛状态，再把金属管材取出即可。
[0017] 上述使用方法只是一种简述，根据辅助装置的具体结构结合使用的熟练程度可以 有多种使用方法，多种使用方法也属于本发明的保护范围，一切以简便使用为准。
[0018] 根据本发明进行的高温拉伸试验结果参考数据简下表。
[0019] 使用本发明的辅助装置进行高温拉伸试验全部取得成功，高温拉伸试验过程中金 属管材均无变形产生，试验数据准确。
【主权项】
1. 一种用于金属管材高温拉伸试验的辅助装置及使用方法，设定金属管材（6)的最大 外径为D多30mm、最小外径为D1S 16 mm，金属管材（6)的壁厚忽略不计，高温拉伸试验在 高温炉（7)中进行并符合GB/T4338《金属材料高温拉伸试验方法》，该辅助装置包括通孔圆 形套筒（1)、楔形夹块（2)、顶紧圆块（3)、连接杆（4)及塞头（5)，其特征是： 通孔圆形套筒（1)的一端设置有内螺纹孔（1. 2)，内螺纹孔（1. 2)的高度是通孔圆形套 筒⑴总高的1/4~1/2,顶紧圆块⑶呈倒凸圆状，顶紧圆块⑶的最大外圆是外螺纹，通过 所述外螺纹实现顶紧圆块（3)旋接在内螺纹孔（1.2)内，顶紧圆块（3)的大头端面正中联 接连接杆（4)，顶紧圆块（3)的小头端面正中联接塞头（5)，塞头的外径<金属管材的内径， 塞头的长度等于通孔圆形套筒总高的1/2~3/4 ; 通孔圆形套筒（1)的另一端设置有内半圆楔形滑道（1. 1)，其中内半圆楔形滑道（I. 1) 的最大端宽度与内螺纹孔（1. 2)的公称直径相等，内半圆楔形滑道（I. 1)的最小端位于通 孔圆形套筒（1)另一端的端面，在内半圆楔形滑道（I. 1)内装配一对结构相同但安装方向 相反的楔形夹块（2)，楔形夹块（2)具有外半圆楔形滑道（2. 1)和咬齿（2. 2)，外半圆楔形 滑道（2. 1)与内半圆楔形滑道（I. 1)相互匹配使一对楔形夹块（2)能在内半圆楔形滑道 (1.1)中相对滑动，咬齿（2.2)具有120°夹角，当一对楔形夹块（2)处于内半圆楔形滑道 (I. 1)最大端的张开位置时其一对咬齿（2. 2)形成的咬合间距多D，当一对楔形夹块（2)处 于内半圆楔形滑道（I. 1)最小端的闭合位置时其一对咬齿（2. 2)形成的咬合间距< D1，楔 形夹块（2)的上端呈缩小的倒半圆锥状，所述倒半圆锥状的半径<顶紧圆块小头端面的半 径； 上述结构构成一套辅助装置，在高温拉伸试验中要配置两套辅助装置一同使用，先在 各塞头（5)的外端缠绕耐高温柔软材料，连同所述柔软材料把各塞头（5)塞入金属管材（6) 两端，确保各塞头（5)不会靠重力作用使金属管材（6)产生相对滑动，此时再旋紧各顶紧圆 块（3)以推动两对楔形夹块（2)将金属管材（6)从两头卡紧，然后将高温拉伸试验机的夹 头夹紧在两个连接杆（4)端，将金属管材（6)连同两套辅助装置一同放进高温炉（7)的恒 温区内再合上炉膛，高温炉（7)按高温拉伸试验要求升温至试验温度并保温，在试验温度 内进行高温拉伸试验，高温拉伸试验完成后等两套辅助装置冷却至室温时再取出，旋下各 顶紧圆块（3)使两对楔形夹块（2)处于松弛状态，再把金属管材（6)取出即可。
【专利摘要】一种用于金属管材高温拉伸试验的辅助装置及使用方法，一套辅助装置包括通孔圆形套筒(1)、楔形夹块(2)、顶紧圆块(3)、连接杆(4)及塞头(5)，高温拉伸试验须配置两套辅助装置，先在各塞头的外端缠绕耐高温柔软材料并塞入金属管材两端，再旋紧各顶紧圆块以推动两对楔形夹块将金属管材卡紧，然后将高温拉伸试验机的夹头夹紧在两个连接杆端，将金属管材连同两套辅助装置一同放进高温炉的恒温区内，高温炉按高温拉伸试验要求升温至试验温度并保温，在试验温度内进行高温拉伸试验，高温拉伸试验完成后等两套辅助装置冷却至室温时再取出，旋下各顶紧圆块使两对楔形夹块处于松弛状态，再把金属管材取出即可，结构简单，使用方便。
【IPC分类】G01N3/02, G01N3/18
【公开号】CN105158082
【申请号】CN201510545763
【发明人】董明洪, 徐魁龙, 王磊
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二五研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月31日