一种可在线观测的高效冷热疲劳试验装置及方法

摘要

一种可在线观测的高效冷热疲劳试验装置及方法，属于金属材料性能测试和分析领域。其特点是试样安装在辐条状支架上，通过无极变频电机以及传送带带动辐条状支架旋转，实现试样在一侧开口的分段式环型感应加热炉中的运动加热。环型感应加热炉下方为淬火剂容器，试样支架每旋转一周，试样进行一次冷-热疲劳。辐条状试样支架上可以同时安装多个试样以提高实验效率。试样每进行一次淬火处理，在进入环型感应加热炉之前对试样进行在线观测及拍照，记录热疲劳裂纹的形核和扩展过程，测量疲劳裂纹扩展速率。优点是满足了批量试样冷-热疲劳的实验需求，缩短了实验周期，提高了实验效率，并且可对制动盘以及车轮钢的材料真实服役条件进行可在线观察的模拟和测试。

主权项

一种可在线观测的高效冷热疲劳试验装置，其特征在于冷热疲劳试验装置由可旋转轮毂（1）、强风装置(2)、位置成像观察记录仪(3)、辐条(4)、感应加热炉炉体(5)、红外测温仪(6)、试样(7)、冷却剂容器(8)、传送带(9)、无极变频电动机(10)组成，分为加热装置、试样夹持装置、传动装置、冷却装置以及在线观测装置五部分；加热装置为分段式非完整圆环型环型感应加热炉；试样夹持装置包括旋转轮毂、辐条；传动装置包括传送带、无极变频电动机；在线观测装置包括位置成像观察记录仪、红外测温仪；冷却装置即冷却剂容器；冷热疲劳试验装置的最上方是加热装置，采用非完整圆分段式环型感应加热炉；环型感应加热炉炉体的入口端部，设置强风装置、位置成像观察记录仪；强风装置用来干燥试样，位置成像观察记录仪用来对试样表面进行在线观察，可对试样表面进行图像采集，观测试样表面形貌，尤其是对疲劳裂纹的形成及扩展的观测；环型感应加热炉炉体的出口端设置红外测温仪，用来测量试样在进入淬火介质前的温度，以保证达到规定的淬火加热温度；环型感应加热炉炉体的下方，设置淬火冷却介质容器，用来进行淬火试验过程；分段式环型感应加热炉对试样加热，入口段温度可根据试样尺寸及形状进行调节，高于目标温度30‑50℃，以提高试样加热效率。