[发明专利]一种金属材料微冲剪试验和布氏硬度测量组合装置

说明书

一种金属材料微冲剪试验和布氏硬度组合测量装置，包括试验机，试验机的基座上安装有工装模具，工装模具对试样进行夹持；试验机的输出端安装有负荷传感器，负荷传感器通过可拆卸连接件与冲头连接，冲头与工装模具上的冲孔正对；所述工装模具与冲头上或试验机的基座与试验机的输出端上安装有位置测量器；所述工装模具包括下凸台，下凸台与凹模定位套内孔配合，凹模置于凹模定位套中并通过凹模定位套定位；外套内孔与凹模定位套外圆周配合；上凸台与外套内孔配合并通过螺钉与外套、下凸台可拆卸固定。本发明提供的一种金属材料微冲剪试验和布氏硬度组合测量装置，可提高测试的精准度且同时完成布氏硬度测试。

技术领域

本发明涉及试验装置，尤其是一种金属材料微冲剪试验和布氏硬度组合测量装置。

背景技术

目前金属材料强度方面的力学性能表征主要有屈服强度和抗拉强度两个指标，测试这两个指标通常采用单向静载拉伸试验来完成，该试验需要制作标准拉伸试样，试样的常见有板材型和圆棒型两种试样，总长度约200mm，试样尺寸较大，测试结果是试样在拉伸过程中的平均力学性能，所以不能测试材料局部力学性能和材料力学性能不均匀的试样（例如焊缝区域力学性能）以及尺寸较小的试样的局部力学性能的测试需求。

目前测量局部力学性能的方法主要有微剪切试验法、微拉伸试验法和小冲杆试验法等测试方法，但是每种试验方法都有一定的局限性。

微剪切试验法 该方法是在一块较小的材料上（1.5mm*1.5mm*50mm的方形截面长条形试样），采用逐点剪切的方法测试各试验点的力学性能指标。该方法测试精度严重依赖试样的加工精度和测试设备，测试误差很大，而且还不能测试材料的拉伸性能。

微拉伸试验法 微拉伸试验方法是在带测试材料上截取一小块试样（通常试样厚度小于1mm），然后通过拉伸试验的方法获得材料的力学性能，测定应力应变之间的关系，但是这种试验方法目前试验的试样形式和试验设备并不统一，试样的制作对试验结果影响很大，在实际中应用并不是很理想。

小冲杆试验法 该方法是一种利用较小直径的钢珠或者冲杆冲头对微型薄片试样中心施加向下的载荷,试样的变形随载荷的增大逐渐增大，直至破裂。记录试样薄片从变形到失效整个过程中的加载载荷和位移数据，生成的载荷位移曲线。但是该试验方法得到的载荷和位移数据本质上是一种综合的力学性能，包含有拉伸和剪切等多种力学性能所产生的结果，对单一力学性能指标的评价并不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属材料微冲剪试验和布氏硬度组合测量装置, 本发明采用极小间隙和凸台压边的方式，通过该工装模具对试样进行夹持，保证试样在试验过程中完全固定，不会产生刚性位移和弹性滑移，最大程度避免产生拉伸力和弯曲力的成分，使剪切力更纯粹、单一，使测试结果更精确，达到分析测试材料局部位置在受冲剪切作用的载荷-位移数据，获得材料的强度和塑性指标；并且能同时实现布氏硬度测试的功能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种金属材料微冲剪试验和布氏硬度组合测量装置，包括试验机，试验机的基座上安装有工装模具，工装模具对试样进行夹持；试验机的输出端安装有负荷传感器，负荷传感器通过可拆卸连接件与冲头连接，冲头与工装模具上的冲孔正对；所述工装模具与冲头上或试验机的基座与试验机的输出端上安装有位置测量器；

所述工装模具包括下凸台，下凸台与凹模定位套内孔配合，凹模置于凹模定位套中并通过凹模定位套定位；外套内孔与凹模定位套外圆周配合；上凸台与外套内孔配合并通过螺钉与外套、下凸台可拆卸固定。

所述试验机的基座上设有漏料孔，漏料孔上方同轴线设有定位套，定位套对下凸台进行定位。

所述外套上设有弹簧安装孔，弹簧置于弹簧安装孔内且部分伸出。

所述可拆卸连接件包括连接套，连接套将冲头的凸台与球面顶杆相连接，球面顶杆上端与负荷传感器连接。

所述冲头为微冲剪凸模或布氏硬度压头。