权利要求

1.一种高温合金材料扩散和性能测试系统，包括有合金材料测试支架(1)，其特征在于：所述合金材料测试支架(1)的内部左右两侧均设置有合金材料夹具组件(3)，所述合金材料测试支架(1)的上表面设置有合金材料测试组件(2)，所述合金材料夹具组件(3)相互之间夹持有待检测的高温合金材料，且高温合金材料位于合金材料测试组件(2)的内腔中，其中，所述合金材料测试组件(2)的上表面前后位置固定有材料状态监测组件(4);

所述合金材料测试支架(1)包括有横板(11)，固定连接在横板(11)上表面左右两侧的两根立梁(12)，以及固定在立梁(12)相互之间的固定板(18)，左侧所述立梁(12)的顶端固定连接有第二轴承座(19)，右侧所述立梁(12)的顶端固定连接有第一轴承座(17)，右侧所述立梁(12)的侧壁上固定有伺服驱动电机(15)，伺服驱动电机(15)的输出端通过联轴器连接有插入到第一轴承座(17)内部的传动轴(16);

所述合金材料测试组件(2)包括有衬板(21)，固定在衬板(21)上表面的亥姆霍兹线圈(23)，以及固定在衬板(21)顶部表面并位于亥姆霍兹线圈(23)内腔中的电磁加热线圈(22);

所述合金材料夹具组件(3)包括有伺服马达(31)，固定在伺服马达(31)输出轴上的固定块(32)，固定块(32)相互靠近的一侧表面固定连接有侧板(33)，侧板(33)的外圈上表面呈环形阵列固定有4个凸臂(310)，凸臂(310)的末端外侧均铰接有外侧连杆(34)，凸臂(310)的末端内侧均铰接有内侧连杆(36)，外侧连杆(34)和内侧连杆(36)远离侧板(33)的一端均铰接有夹爪(35)，内侧连杆(36)的内侧表面均铰接有一根牵拉臂(37)，牵拉臂(37)相互聚拢的一端铰接有活动板(39)，活动板(39)相互靠近的一侧固定有伺服电缸(38)，伺服电缸(38)的伸缩轴末端与侧板(33)相互靠近的一侧表面固定连接;

所述材料状态监测组件(4)包括有固定在衬板(21)上表面前侧的前侧L形立杆(44)，以及固定在衬板(21)上表面后侧的后侧L形立杆(41)，所述后侧L形立杆(41)的顶部以及前侧L形立杆(44)的后侧均安装有朝向合金材料的高速摄像机(42)，所述前侧L形立杆(44)的顶端固定有朝向合金材料的X射线检测仪(43)，所述后侧L形立杆(41)的前侧侧壁固定有红外热成像仪(45)。

2.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述横板(11)的底部表面均固定连接有两个底脚(110)，所述立梁(12)相互靠近的一侧表面固定连接有底部支撑梁(13)，所述固定板(18)的顶部表面与衬板(21)的底部表面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述第二轴承座(19)的内部中转动设置有转轴，转轴位于第二轴承座(19)外部的一端与左侧所述伺服马达(31)的外壳左侧表面固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述传动轴(16)位于第一轴承座(17)外部的一端与右侧所述伺服马达(31)的外壳右侧表面固定连接，所述伺服驱动电机(15)的底部表面固定连接有支撑座(14)，支撑座(14)远离伺服驱动电机(15)的一端与右侧所述立梁(12)的右侧表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述高温合金材料从电磁加热线圈(22)的内腔中贯穿过去，所述电磁加热线圈(22)位于亥姆霍兹线圈(23)内腔的正中央位置。

6.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述合金材料夹具组件(3)的轴线与亥姆霍兹线圈(23)的轴线呈同轴度设置。

7.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述侧板(33)相互远离的一侧表面与固定块(32)相互靠近到的一侧表面通过螺钉固定连接，所述侧板(33)的内部中开设有供伺服电缸(38)贯穿的通孔。

8.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述凸臂(310)远离侧板(33)的一端与外侧连杆(34)和内侧连杆(36)靠近的一端之间贯穿设置有轴销，用于供外侧连杆(34)和内侧连杆(36)沿着侧板(33)上的铰接点进行转动。

9.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述内侧连杆(36)的内侧表面与牵拉臂(37)靠近内侧连杆(36)的一端之间设置有一根轴销，所述牵拉臂(37)靠近活动板(39)的一端设置有轴销。

10.根据权利要求1所述的一种高温合金材料扩散和性能测试系统，其特征在于：所述夹爪(35)相互靠近的一侧表面与高温合金材料表面夹持接触，所述活动板(39)的内部开设有供伺服电缸(38)伸缩轴贯穿的圆孔。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及高温合金测试设备技术领域，具体涉及一种高温合金材料扩散和性能测试系统。

背景技术

[0002]高温合金材料主要用于航空航天和燃气轮机等高温、高压环境下的关键部件制造。由于其优异的抗氧化性、抗腐蚀性和力学性能，高温合金材料在高温条件下保持了稳定的组织结构，广泛应用于航空发动机涡轮叶片、涡轮盘以及燃气轮机等领域。对于高温合金而言，力学性能和热扩散率是评估其性能的重要指标

[0003]在航空发动机和燃气轮机中，高温合金材料需要在极端高温下长期工作，热扩散率的降低可能导致局部过热、应力集中的风险。因此，在设计和使用高温合金材料制备的高温零部件时，必须考虑其热扩散率的变化，以确保其在极端工况下的稳定运行。因此本领域技术人员在此提出一种高温合金材料扩散和性能测试系统的方案。

发明内容

[0004]针对上述背景技术当中现阶段针对缺少镍基合金测试设备的缺陷，因而提供一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案内容。

[0005]其包括有合金材料测试支架，所述合金材料测试支架的内部左右两侧均设置有合金材料夹具组件，所述合金材料测试支架的上表面设置有合金材料测试组件，所述合金材料夹具组件相互之间夹持有待检测的高温合金材料，且高温合金材料位于合金材料测试组件的内腔中;

[0006]所述合金材料测试支架包括有横板，固定连接在横板上表面左右两侧的两根立梁，以及固定在立梁相互之间的固定板，左侧所述立梁的顶端固定连接有第二轴承座，右侧所述立梁的顶端固定连接有第一轴承座，右侧所述立梁的侧壁上固定有伺服驱动电机，伺服驱动电机的输出端通过联轴器连接有插入到第一轴承座内部的传动轴;具体的，亥姆霍兹线圈中的多个线圈通电后形成平衡稳定的磁场，而合金材料从电磁加热线圈和亥姆霍兹线圈的内部穿过，依靠电磁加热线圈对合金材料进行加热处理，使得合金材料的局部区域受热呈高温环境，而此时解开右侧伺服马达的抱闸，并利用伺服驱动电机带动传动轴旋转，使得合金材料的一头旋转另一头固定不动，此时扭转状态下的合金材料被X射线检测仪和高速摄像机记录。

[0007]所述合金材料测试组件包括有衬板，固定在衬板上表面的亥姆霍兹线圈，以及固定在衬板顶部表面并位于亥姆霍兹线圈内腔中的电磁加热线圈;

[0008]所述合金材料夹具组件包括有伺服马达，固定在伺服马达输出轴上的固定块，固定块相互靠近的一侧表面固定连接有侧板，侧板的外圈上表面呈环形阵列固定有4个凸臂，凸臂的末端外侧均铰接有外侧连杆，凸臂的末端内侧均铰接有内侧连杆，外侧连杆和内侧连杆远离侧板的一端均铰接有夹爪，内侧连杆的内侧表面均铰接有一根牵拉臂，牵拉臂相互聚拢的一端铰接有活动板，活动板相互靠近的一侧固定有伺服电缸，伺服电缸的伸缩轴末端与侧板相互靠近的一侧表面固定连接;

[0009]所述材料状态监测组件包括有固定在衬板上表面前侧的前侧L形立杆，以及固定在衬板上表面后侧的后侧L形立杆，所述后侧L形立杆的顶部以及前侧L形立杆的后侧均安装有朝向合金材料的高速摄像机，所述前侧L形立杆的顶端固定有朝向合金材料的X射线检测仪，所述后侧L形立杆的前侧侧壁固定有红外热成像仪。

[0010]具体的，测量两个合金材料夹具组件相互之间的间距数据，并切割长度的合金材料，将合金材料放置在夹爪之间，依靠伺服电缸的伸缩轴伸缩带动活动板和凸臂相互靠近或远离，并让牵拉臂带动内侧连杆相互聚拢，在内侧连杆相互靠拢的同时带动外侧连杆相互靠近，进而夹爪的内侧表面相互聚拢夹持住合金材料的表面。

[0011]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述横板的底部表面均固定连接有两个底脚，所述立梁相互靠近的一侧表面固定连接有底部支撑梁，所述固定板的顶部表面与衬板的底部表面固定连接。

[0012]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述第二轴承座的内部中转动设置有转轴，转轴位于第二轴承座外部的一端与左侧所述伺服马达的外壳左侧表面固定连接。

[0013]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述传动轴位于第一轴承座外部的一端与右侧所述伺服马达的外壳右侧表面固定连接，所述伺服驱动电机的底部表面固定连接有支撑座，支撑座远离伺服驱动电机的一端与右侧所述立梁的右侧表面固定连接。

[0014]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述高温合金材料从电磁加热线圈的内腔中贯穿过去，所述电磁加热线圈位于亥姆霍兹线圈内腔的正中央位置。

[0015]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述合金材料夹具组件的轴线与亥姆霍兹线圈的轴线呈同轴度设置。

[0016]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述侧板相互远离的一侧表面与固定块相互靠近到的一侧表面通过螺钉固定连接，所述侧板的内部中开设有供伺服电缸贯穿的通孔。

[0017]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述凸臂远离侧板的一端与外侧连杆和内侧连杆靠近的一端之间贯穿设置有轴销，用于供外侧连杆和内侧连杆沿着侧板上的铰接点进行转动。

[0018]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述内侧连杆的内侧表面与牵拉臂靠近内侧连杆的一端之间设置有一根轴销，所述牵拉臂靠近活动板的一端设置有轴销。

[0019]在上述一种高温合金材料扩散和性能测试系统的技术方案中，优选地：所述夹爪相互靠近的一侧表面与高温合金材料表面夹持接触，所述活动板的内部开设有供伺服电缸伸缩轴贯穿的圆孔。

[0020]由上述技术方案可知，本发明提供一种高温合金材料扩散和性能测试系统与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0021]本发明的技术方案中，通过设置测试支架将待检测的合金材料进行夹持，并依靠亥姆霍兹线圈件提供合金材料具有平衡稳定的磁场环境，并以电磁加热线圈对合金材料进行加热处理，让合金材料在高温状态下被支架所扭转和拉伸，借助X射线检测仪、红外热成像仪以及高速摄像机检测此时的合金材料，从而能够观察到高温环境下，高温合金材料内部和外部产生的变化，获得高温合金材料的形变量情况。

附图说明

[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023]图1为镍基合金材料测试设备的整体示意图;

[0024]图2为合金材料测试支架的示意图;

[0025]图3为亥姆霍兹线圈件和电磁加热件的示意图;

[0026]图4为合金材料测试支架上的合金材料夹具组件示意图;

[0027]图5为材料状态监测组件的示意图。

[0028]附图1-附图5之中零部件的对应关系如下：

[0029]1、合金材料测试支架;11、横板;12、立梁;13、底部支撑梁;14、支撑座;15、伺服驱动电机;16、传动轴;17、第一轴承座;18、固定板;19、第二轴承座;110、底脚;2、合金材料测试组件;21、衬板;22、电磁加热线圈;23、亥姆霍兹线圈;3、合金材料夹具组件;31、伺服马达;32、固定块;33、侧板;34、外侧连杆;35、夹爪;36、内侧连杆;37、牵拉臂;38、伺服电缸;39、活动板;310、凸臂;4、材料状态监测组件;41、后侧L形立杆;42、高速摄像机;43、X射线检测仪;44、前侧L形立杆;45、红外热成像仪。

具体实施方式

[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031]为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。

[0032]实施例;一种高温合金材料扩散和性能测试系统的较优技术方案：

[0033]参照说明书附图1所示：包括有合金材料测试支架1，合金材料测试支架1的内部左右两侧均设置有合金材料夹具组件3，合金材料测试支架1的上表面设置有合金材料测试组件2，合金材料夹具组件3相互之间夹持有待检测的高温合金材料，且高温合金材料位于合金材料测试组件2的内腔中;

[0034]参照说明书附图2所示：合金材料测试支架1包括有横板11，固定连接在横板11上表面左右两侧的两根立梁12，以及固定在立梁12相互之间的固定板18，左侧立梁12的顶端固定连接有第二轴承座19，右侧立梁12的顶端固定连接有第一轴承座17，右侧立梁12的侧壁上固定有伺服驱动电机15，伺服驱动电机15的输出端通过联轴器连接有插入到第一轴承座17内部的传动轴16;

[0035]参照说明书附图3所示：合金材料测试组件2包括有衬板21，固定在衬板21上表面的亥姆霍兹线圈23，以及固定在衬板21顶部表面并位于亥姆霍兹线圈23内腔中的电磁加热线圈22;

[0036]参照说明书附图4所示：合金材料夹具组件3包括有伺服马达31，固定在伺服马达31输出轴上的固定块32，固定块32相互靠近的一侧表面固定连接有侧板33，侧板33的外圈上表面呈环形阵列固定有4个凸臂310，凸臂310的末端外侧均铰接有外侧连杆34，凸臂310的末端内侧均铰接有内侧连杆36，外侧连杆34和内侧连杆36远离侧板33的一端均铰接有夹爪35，内侧连杆36的内侧表面均铰接有一根牵拉臂37，牵拉臂37相互聚拢的一端铰接有活动板39，活动板39相互靠近的一侧固定有伺服电缸38，伺服电缸38的伸缩轴末端与侧板33相互靠近的一侧表面固定连接;

[0037]参照说明书附图5所示：材料状态监测组件4包括有固定在衬板21上表面前侧的前侧L形立杆44，以及固定在衬板21上表面后侧的后侧L形立杆41，后侧L形立杆41的顶部以及前侧L形立杆44的后侧均安装有朝向合金材料的高速摄像机42，前侧L形立杆44的顶端固定有朝向合金材料的X射线检测仪43，后侧L形立杆41的前侧侧壁固定有红外热成像仪45。

[0038]其中，在合金材料的两端被合金材料夹具组件3夹持住，伺服驱动电机15旋转合金材料的一端，实现在对合金材料进行形变，而合金材料形变过程中，两台高速摄像机42记录材料的形变过程中，红外热成像仪45则测材料受力时因塑性变形或裂纹释所在区域与热量的关系，通过温度场变化反映损伤。同时X射线检测仪43利用高能X射线穿透材料，实时观测内部微观结构变化，实现监测微观组织和宏观性能之间的关系。在伺服驱动电机15内设置力传感器，实时记录合金材料在形变过程中发生的力学数据变化。

[0039]参照说明书附图2所示：横板11的底部表面均固定连接有两个底脚110，立梁12相互靠近的一侧表面固定连接有底部支撑梁13，固定板18的顶部表面与衬板21的底部表面固定连接。第二轴承座19的内部中转动设置有转轴，转轴位于第二轴承座19外部的一端与左侧伺服马达31的外壳左侧表面固定连接。传动轴16位于第一轴承座17外部的一端与右侧伺服马达31的外壳右侧表面固定连接，伺服驱动电机15的底部表面固定连接有支撑座14，支撑座14远离伺服驱动电机15的一端与右侧立梁12的右侧表面固定连接。

[0040]参照说明书附图3所示：高温合金材料从电磁加热线圈22的内腔中贯穿过去，电磁加热线圈22位于亥姆霍兹线圈23内腔的正中央位置。合金材料夹具组件3的轴线与亥姆霍兹线圈23的轴线呈同轴度设置。

[0041]参照说明书附图4所示：侧板33相互远离的一侧表面与固定块32相互靠近到的一侧表面通过螺钉固定连接，侧板33的内部中开设有供伺服电缸38贯穿的通孔。凸臂310远离侧板33的一端与外侧连杆34和内侧连杆36靠近的一端之间贯穿设置有轴销，用于供外侧连杆34和内侧连杆36沿着侧板33上的铰接点进行转动;内侧连杆36的内侧表面与牵拉臂37靠近内侧连杆36的一端之间设置有一根轴销，牵拉臂37靠近活动板39的一端设置有轴销;夹爪35相互靠近的一侧表面与高温合金材料表面夹持接触，活动板39的内部开设有供伺服电缸38伸缩轴贯穿的圆孔。

[0042]根据以上所述较优技术方案内容，对该技术方案的工作流程进行说明：

[0043]测量两个合金材料夹具组件3相互之间的间距数据，并切割长度的合金材料，将合金材料放置在夹爪35之间，依靠伺服电缸38的伸缩轴伸缩带动活动板39和凸臂310相互靠近或远离，并让牵拉臂37带动内侧连杆36相互聚拢，在内侧连杆36相互靠拢的同时带动外侧连杆34相互靠近，进而夹爪35的内侧表面相互聚拢夹持住合金材料的表面。

[0044]由于亥姆霍兹线圈23中的多个线圈通电后形成平衡稳定的磁场，而合金材料从电磁加热线圈22和亥姆霍兹线圈23的内部穿过，依靠电磁加热线圈22对合金材料进行加热处理，使得合金材料的局部区域受热呈高温环境，而此时解开右侧伺服马达31的抱闸，并利用伺服驱动电机15带动传动轴16旋转，使得合金材料的一头旋转另一头固定不动，此时扭转状态下的合金材料被超声波金属检测仪和高速摄像机记录。

[0045]本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。最后，还需要说明的是，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

说明书附图(5)