[发明专利]高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置及使用方法

说明书

本发明涉及慢拉伸试验领域，具体是一种高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置及使用方法。该装置包括：慢拉伸试验机、拉伸釜体、储存釜、加热器、立柱、液压升降缸、托盘、导通管、拉伸轴、第一支撑板、第二支撑板、底部钢板、夹块、拉伸釜盖、液压泵，在拉伸釜、储存釜、导通管的温度大于250℃时，通过往储存釜进气口通高纯氩气或高纯氮气，使储存釜中液态铅铋合金流入拉伸釜中，通过往拉伸釜进气口通高纯氩气或高纯氮气，使拉伸釜中液态铅铋合金流入储存釜中。本发明能够精确控制液态铅铋合金的温度、拉伸速率(位移控制或载荷控制)、恒载荷、恒应变等试验参数，评价金属材料在高温液态铅铋环境中的慢拉伸和蠕变行为。

技术领域

本发明涉及拉伸和蠕变试验领域，具体是一种高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置及使用方法，用于拉伸试样在液态铅铋环境中拉伸性能和蠕变性能测试，评价金属材料在液态铅铋环境中的力学行为与脆化损伤行为。

背景技术

由于沸点高及不与水或空气发生反应放热，且嬗变能力强和中子经济性优异，铅或铅铋共晶是第四代商用铅冷快堆和加速器驱动先进核能系统以及未来空间堆和小堆等特殊堆型的首选冷却剂，具有广泛的应用前景，是当前国际研究热点。铅铋堆的运行温度高达450～550℃，其设备材料的服役性能与安全是关键。金属材料在高温液态铅铋环境中的腐蚀性能是限制铅冷快堆发展的关键问题之一。我国正在努力攻关第四代铅冷快堆。然而，国产候选材料在液态铅铋环境中的腐蚀基础数据积累较少。开展材料液态铅铋环境相容性研究，首先需要自主研发相关测试装置。基于此，本发明研制了一种高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置及使用方法，可用于开展金属材料在液态铅铋环境中的慢拉伸和蠕变行为研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置及使用方法，实现金属材料在高温液态铅铋环境中的慢拉伸和蠕变行为研究。

本发明的技术方案是：

一种高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置，其特征在于，该装置包括：慢拉伸试验机、拉伸釜体、储存釜、加热器、立柱、液压升降缸、托盘、导通管、拉伸轴、第一支撑板、第二支撑板、底部钢板、夹块、拉伸釜盖、液压泵，具体结构如下：

机身固定架由底部钢板、两根立柱、第一支撑板、第二支撑板组成，底部钢板通过地脚螺栓固定在地面上，两根竖向的立柱相对平行设置，分别通过螺纹与底部钢板连接，水平的第一支撑板、第二支撑板上下相对平行设置于两根立柱上，第一支撑板通过夹块固定在两根立柱上部，第二支撑板与两根立柱呈滑动配合；

拉伸釜体上扣合拉伸釜盖，拉伸釜体的外侧包裹加热器，形成拉伸釜；第一支撑板通过螺纹拧紧夹持固定安装在机身固定架的两根立柱上，慢拉伸试验机通过螺栓连接在第一支撑板上，慢拉伸试验机的输出端通过拉伸轴穿过第一支撑板、拉伸釜盖与拉伸釜体内的拉伸试样连接，拉伸试样安装在试样架上；

拉伸釜盖外侧通过螺纹与托盘连接，水平托盘通过螺纹拧紧夹持固定安装在机身固定架的两根立柱上；拉伸釜体设置于第二支撑板上，第二支撑板的底部与液压升降缸连接，液压泵的输出端连接液压升降缸，实现拉伸釜体在两根立柱上升降，以及与拉伸釜盖的开合；拉伸釜体内腔与储存釜内腔通过导通管连接，储存釜和导通管的外侧包裹加热器，铅铋合金放置在拉伸釜体或储存釜中。

所述的高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置，控制柜与慢拉伸试验机、拉伸釜加热器及其热电偶、储存釜加热器及其热电偶、导通管加热器及其热电偶、液压升降缸连接，实现对慢拉伸试验机和液压升降缸的控制，以及拉伸釜、储存釜、导通管的加热器温度控制，并采集试验数据。

所述的高温液态铅铋环境中的慢拉伸及蠕变试验装置，拉伸釜体与拉伸釜盖之间放置紫铜垫圈，通过拧紧螺栓实现密封，拉伸釜盖上设置进气口、出气口、导通管安装口、电极安装口、位移传感器安装口、热电偶安装口和拉伸轴通孔，拉伸轴与拉伸釜盖通过O型圈与水冷套实现动态密封。