本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，特別涉及一種用于測試材料的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的試驗(yàn)用夾具。

背景技術(shù)：

應(yīng)力腐蝕開裂簡稱為應(yīng)力腐蝕，是指承受應(yīng)力的材料在腐蝕性環(huán)境中由于裂紋的擴(kuò)展而發(fā)生失效的腐蝕破裂。在由腐蝕引起的各種材料失效案件中，應(yīng)力腐蝕最為嚴(yán)重。在開發(fā)探測酸性油氣田的過程中，需要綜合考慮復(fù)雜、苛刻的服役工況以及生產(chǎn)成本等諸多因素。在進(jìn)行選材時(shí)，首先需要考慮的就是材料的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。伴隨著腐蝕性酸性氣體和地層水的介入，裂紋尖端的陽極溶解加速，金屬的表面及裂紋的兩側(cè)陰極區(qū)介質(zhì)中的離子氫獲得電子變成原子氫，而部分吸附態(tài)氫原子會(huì)向著金屬內(nèi)部的裂紋尖端擴(kuò)散導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋的形核和擴(kuò)展。因此，開展不同環(huán)境與不同應(yīng)力條件下的應(yīng)力腐蝕開裂試驗(yàn)，研究材料的應(yīng)力腐蝕特征和規(guī)律，有助于優(yōu)化材料的選擇，這對(duì)于油氣田的安全開發(fā)具有重要的工程意義。

材料的應(yīng)力腐蝕是環(huán)境和載荷對(duì)結(jié)構(gòu)件聯(lián)合作用的結(jié)果，包括材料與環(huán)境的化學(xué)作用、電化學(xué)作用、以及材料與載荷之間的物理作用，這三者之間也會(huì)發(fā)生相互作用。鑒于材料、介質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)和試驗(yàn)?zāi)康牡亩鄻有裕F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)發(fā)展了多種的試驗(yàn)方法。通常，金屬抗EC(環(huán)境開裂)的試驗(yàn)是采取下述試驗(yàn)方法，方法A：標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)方法；方法B：標(biāo)準(zhǔn)彎梁試驗(yàn)方法；方法C：標(biāo)準(zhǔn)C形環(huán)試驗(yàn)方法；方法D：標(biāo)準(zhǔn)雙懸臂梁(DCB)試驗(yàn)以及慢應(yīng)變速率法(SSRT)等。這些方法只能在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)試樣施加單一類型的應(yīng)力，不能模擬材料在實(shí)際工況下承受復(fù)雜載荷狀態(tài)，因而試驗(yàn)的 結(jié)果具有一定的局限性。

因此設(shè)計(jì)一種可以實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣同時(shí)施加不同類型的應(yīng)力、易于安裝、拆卸，方便批量化試驗(yàn)、并且可以在腐蝕性氣氛中進(jìn)行應(yīng)力腐蝕測試的夾具成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種用于測試材料試樣的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的夾具，該夾具包括：支架，其包括基本上同軸的螺紋孔和臺(tái)階孔，以及位于螺紋孔和臺(tái)階孔之間的測試空間；滑動(dòng)件，其可滑動(dòng)地設(shè)置在螺紋孔中，并且，滑動(dòng)件的一端聯(lián)接至材料試樣的第一端部；第一轉(zhuǎn)動(dòng)件，其至少部分設(shè)置有螺紋，以便與所述螺紋孔螺紋連接，第一轉(zhuǎn)動(dòng)件的一端抵靠所述滑動(dòng)件另一端，并且，旋轉(zhuǎn)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)件能夠推動(dòng)所述滑動(dòng)件，以便在所述材料試樣上施加壓應(yīng)力；第二轉(zhuǎn)動(dòng)件，其可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述臺(tái)階孔中，第二轉(zhuǎn)動(dòng)件的一端聯(lián)接至所述材料試樣的與所述第一端部相反的第二端部，并且，旋轉(zhuǎn)所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件能夠在所述材料試樣上施加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

可選地，所述滑動(dòng)件包括突出部，該突出部可滑動(dòng)地設(shè)置在螺紋孔的軸向凹槽中，以便阻礙所述滑動(dòng)件圍繞所述螺紋孔的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。

可選地，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件包括臺(tái)階面，該臺(tái)階面可轉(zhuǎn)動(dòng)地抵靠所述臺(tái)階孔的環(huán)形臺(tái)階面，以便阻礙所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件沿臺(tái)階孔的軸線方向滑動(dòng)。

可選地，所述夾具包括螺母，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件的非與所述材料試樣聯(lián)接的一端包括螺紋部，該螺紋部以螺紋方式與所述螺母連接，以便能夠通過旋轉(zhuǎn)螺母使第二轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。

可選地，所述支架包括至少一個(gè)用于接收第一緊定螺釘?shù)牡谝痪o定螺釘孔，并且，旋緊第一緊定螺釘能夠保持所述滑動(dòng)件就位；所述支架包括至少一個(gè)用于接收第二緊定螺釘?shù)牡诙o定螺釘孔，并且，旋緊第二緊定螺釘能夠保持所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件就位。

可選地，所述滑動(dòng)件包括第一凹槽，其抵靠并夾持所述材料試樣的第一端部；所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件包括第二凹槽，其抵靠并夾持所述材料試樣的第二端部。

進(jìn)一步可選地，所述第一凹槽和所述第二凹槽具有基本相同的矩形橫截面，并且，所述第一凹槽和所述第二凹槽的矩形橫截面的對(duì)稱中心均位于所述螺紋孔的軸線上。

可選地，在所述第一凹槽和所述材料試樣的第一端部之間，以及在所述第二凹槽和所述材料試樣的第二端部之間，分別設(shè)置有至少一個(gè)絕緣塊。

可選地，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)件、所述滑動(dòng)件、所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件和所述支架可以由C276哈氏合金制成；所述螺母可以由C276哈氏合金制成；所述第一緊定螺釘和/或所述第二緊定螺釘可以由C276哈氏合金制成；所述絕緣塊可以由聚四氟乙烯、聚四氟、或者陶瓷材料制成。

可選地，所述夾具包括可以多個(gè)所述支架，以及對(duì)應(yīng)數(shù)量的所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)件、所述滑動(dòng)件和所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)件，其中，所述多個(gè)支架一體成型或連接在一起。

進(jìn)一步可選地，所述夾具包括兩個(gè)鏡面對(duì)稱的支架。

可選地，所述夾具的測試空間中具有腐蝕性環(huán)境，以測試所述材料試樣的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。

進(jìn)一步可選地，所述腐蝕性環(huán)境包括高溫高H₂S分壓、高溫高CO₂分壓、或高溫高H₂S與CO₂混合分壓的環(huán)境。

基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的夾具適用于測試材料試樣在同時(shí)受壓應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用下，在腐蝕性氣氛中的應(yīng)力腐蝕開裂性能。本實(shí)用新型的夾具可以確保試樣受力穩(wěn)定，并可以細(xì)微地調(diào)節(jié)壓應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小。同時(shí)，本實(shí)用新型的夾具操作簡單，易于安裝和拆卸，可以方便地用于對(duì)比試驗(yàn)或批量試樣。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，這些附圖僅僅涉及本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的夾具的正視剖視圖；

圖2是圖1中的夾具的側(cè)視局部剖視圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的壓力滑塊的透視圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的扭力螺釘?shù)耐敢晥D；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的具有兩個(gè)對(duì)稱測試位的夾具的正視剖視圖。

圖6A-B是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的具有三個(gè)和六個(gè)測試位的夾具的示意性俯視圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本實(shí)用新型申請(qǐng)說明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個(gè)”或者“一”等類似詞語也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。

參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記在各附圖中指示相同的部件，例如，附 圖標(biāo)記J指示夾具。夾具J用于夾持材料試樣4，為材料試樣4同時(shí)施加壓應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，并且放置在高溫腐蝕性氣氛之中，以進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開裂敏感性能的測試。

參考圖1，夾具J包括壓力螺栓1、壓力滑塊2、扭力螺釘6、支架8。其中，支架8被構(gòu)造以接收壓力螺栓1、壓力滑塊2以及扭力螺釘6。螺母7與扭力螺釘6通過螺紋配合。材料試樣4被構(gòu)造為被夾持在壓力滑塊2和扭力螺釘6之間。另外，在材料試樣4和壓力滑塊2之間、以及材料試樣4和扭力螺釘之間設(shè)置有絕緣塊5。支架8上接收有多個(gè)用于緊定壓力滑塊2和扭力螺釘6的緊定螺釘31、32。

支架8被構(gòu)造成為夾具J的其他元件提供結(jié)構(gòu)支撐，并且，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性能?？蛇x地，支架8由具有較高的強(qiáng)度、剛度和耐腐蝕性的金屬材料制成，例如哈氏合金C276。圖1和圖2顯示了支架8的結(jié)構(gòu)。支架8可以具有大體上的長方體形狀。為方便描述起見，支架8的如圖1所示的左側(cè)縱向面可以稱之為縱向基準(zhǔn)面A。應(yīng)理解，上述限定以及下文中引用其對(duì)具體位置進(jìn)行的描述，不以任何方式對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)內(nèi)容進(jìn)行限定。參照?qǐng)D1，支架8具有沿縱向基準(zhǔn)面A方向的長度、以及垂直于縱向基準(zhǔn)面A方向的寬度。參照?qǐng)D2，支架8還具有垂直于長度方向的厚度。支架8可以包括彼此相反的、垂直于縱向基準(zhǔn)面A的第一橫向面B1和第二橫向面B2，以及平行于縱向基準(zhǔn)面A的第一縱向面C1和第二縱向面C2。第一縱向面C1的中間部分沿著整個(gè)厚度朝向縱向基準(zhǔn)面A凹陷一深度至第二縱向面C2，隨之形成靠近第一橫向面B1的第三橫向面B3，以及靠近第二橫向面B2的第四橫向面B4。第三橫向面B3、第四橫向面B4和第二縱向面C2共同形成三面敞開的長方體形的測試空間E。測試空間E為安裝或拆卸材料試樣4的提供必要的操作路徑及操作空間，同時(shí)，還可以確保材料試樣4的至少部分在測試過程中暴露于測試空間E中的腐蝕性環(huán)境中。第三橫向面B3、第四橫向面B4和第二縱向面C2相交的位置處設(shè)置有倒角，以增強(qiáng)支 架8的強(qiáng)度。如圖1所示，測試空間E將支架8分隔為用于支撐壓力螺栓1和壓力滑塊2的第一支撐部81，用于支撐扭力螺釘6的第二支撐部82，以及用于連接第一支撐部和第二支撐部的連接部83?？蛇x地，第一支撐部81、第二支撐部82以及連接部83的尺寸可以根據(jù)材料試樣4的尺寸、期望的測試應(yīng)力的大小而具體設(shè)計(jì)，以確保支架8整體結(jié)構(gòu)牢固。

第一支撐部81包括一個(gè)通孔，也稱為螺紋孔84，其從第一橫向面B1延伸至第三橫向面B3。在螺紋孔84中，沿其長度方向至少部分地設(shè)置有用于接合壓力螺栓1的內(nèi)螺紋。壓力螺栓1配合在螺紋孔84內(nèi)的長度小于螺紋孔84自身的長度，以便為壓力滑塊2的裝配和工作留有空間。根據(jù)螺紋孔84的尺寸、期望的測試壓應(yīng)力大小等參數(shù)可以選用尺寸合適的螺栓元件，在此不詳細(xì)描述。

壓力滑塊2可滑動(dòng)地設(shè)置在第一支撐部81中，具體地，壓力滑塊2與螺紋孔84內(nèi)不與壓力螺栓1接合的部分滑動(dòng)接觸。壓力滑塊2的結(jié)構(gòu)如圖3所示。壓力滑塊2大體上具有圓柱體形狀，其直徑略小于螺紋孔84的內(nèi)徑，使得壓力滑塊2可以沿其軸線方向抵靠螺紋孔84的內(nèi)表面滑動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，壓力滑塊2的側(cè)面24，以及螺紋孔84抵靠側(cè)面24的部分可以是光滑的，以便降低二者間的滑動(dòng)摩擦阻力。壓力滑塊2的朝向第一橫向面B1的滑塊下端面22與壓力螺栓1朝向第三橫向面B3的螺栓端面11抵靠接觸。壓力滑塊2還包括第一凹槽23，其設(shè)置在壓力滑塊2的朝向第二橫向面B2的滑塊上端面21上。第一凹槽23具有矩形截面，截面矩形的中心位于圓柱體的軸線上，凹槽23朝向滑塊下端面22延伸一深度，從而將壓力滑塊2的靠近上端面21部分分隔為具有一定間隔的兩個(gè)對(duì)稱的夾持部25、26。夾持部25、26被構(gòu)造為至少部分地從螺紋孔84中伸出，以便接收材料試樣4。材料試樣4通常包括在其兩端處的彼此相反的兩個(gè)端部41、42，其中，第一端部41靠近第一橫向面B1，第二端部42靠近第二橫向面B2。第一端部41具有矩形狀橫截面，其厚度和寬度被設(shè)置為大致等于或略小于凹 槽23的厚度和寬度，使得第一端部41可以與第一凹槽23配合，并且可以伸入到螺紋孔84的內(nèi)部。第一端部41的兩個(gè)側(cè)面抵靠接觸夾持部25、26的內(nèi)表面，以便接受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；第一端部41的朝向第一縱向面B1的端面抵靠接觸第一凹槽23的底面27，以便接受壓應(yīng)力。

可選地，可以在材料試樣4的第一端部41和凹槽23的底面26之間設(shè)置絕緣塊5。如圖1所示，絕緣塊5的橫截面可以被設(shè)置為大致等同于第一凹槽23的橫截面，以便可以放置在第一凹槽23中，并進(jìn)入到螺紋孔84以內(nèi)；另一方面，絕緣塊5的橫截面可以被設(shè)置為大致等同于或略大于第一端部41的底面，以便在該底面上施加均勻的壓應(yīng)力。滑塊5通常由具有較高硬度、剛度、并且電絕緣的聚四氟乙烯、聚四氟或陶瓷材料制成，一方面，絕緣塊可以保護(hù)底面27在材料試樣4的反作用力下不會(huì)發(fā)生變形或損毀，另一方面，絕緣塊可以避免潛在地流經(jīng)材料試樣4的電流不利地傳導(dǎo)至夾具J的金屬元件中，從而降低測量誤差，再一方面，絕緣塊還可以避免潛在的材料試樣4和夾具J的金屬元件之間的原電池效應(yīng)，從而確保應(yīng)力腐蝕測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，并減弱夾具J本身的腐蝕。

在使用過程中，壓力螺栓1在外加的驅(qū)動(dòng)力矩作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生的朝向第二橫向面B2的壓力F，如圖2所示。這一壓力F通過壓力螺栓1的螺栓端面11傳遞至壓力滑塊2的下端面22，從而推動(dòng)壓力滑塊2朝向第二橫向面B2發(fā)生一位移。壓力F繼而通過第一凹槽23的底面27傳遞至絕緣塊5，然后傳遞至材料試樣4的第一端部41，從而在材料試樣4的第二端部42就位的情況下，為材料試樣4提供測試所需的壓應(yīng)力。壓應(yīng)力的大小可以通過控制壓力螺栓1旋轉(zhuǎn)的角度而精細(xì)地調(diào)節(jié)。當(dāng)壓力螺栓1旋轉(zhuǎn)一預(yù)定的角度，壓力滑塊2繼而向上移動(dòng)相應(yīng)的距離就位，從而為材料試樣4施加一預(yù)定的壓應(yīng)力。為了進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開裂敏感性測試，壓應(yīng)力通常需要保持一段時(shí)間。為此，如圖1所示，可選地，第一支撐部84在第一縱向面C1臨近壓力滑塊2的位置處可以設(shè)置一個(gè)與緊定螺釘31接合的緊定螺紋孔 861。通過旋轉(zhuǎn)緊定螺釘31使其就位，可以在壓力滑塊2的側(cè)面24上施加緊固力，以抑制壓力滑塊2移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)?？蛇x地，為了牢固地緊固壓力滑塊2，可以設(shè)置多個(gè)緊定螺釘，并且，緊定螺釘可以被設(shè)置在第一支撐部84的其他位置，以便在壓力滑塊2的側(cè)面24的任意位置處施加緊固力。可選地，壓力滑塊2的側(cè)面24上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)突出部，同時(shí)，螺紋孔84的內(nèi)壁上設(shè)置有相應(yīng)的軸向凹槽，所述一個(gè)或多個(gè)突出部可滑動(dòng)地配合在所述軸向凹槽中，從而能夠防止壓力滑塊2在螺紋孔84內(nèi)發(fā)生不必要的旋轉(zhuǎn)，借此可以避免緊定螺釘在材料試樣受到扭轉(zhuǎn)應(yīng)力時(shí)松動(dòng)或滑脫，從而更為可靠地調(diào)控和維持施加在材料試樣上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小。

支架8的第二支撐部82包括具有變化直徑的臺(tái)階狀通孔，也可稱為臺(tái)階孔85，其從第二橫向面B2延伸至第四橫向面84。如圖1所示，臺(tái)階孔85包括直徑較大的臨近第四橫向面B4的第一孔852，以及直徑較小的臨近第二橫向面B2的第二孔853。第一孔852和第二孔853同軸，并且二者與螺紋孔84同軸。在第一孔852和第二孔853之間，形成環(huán)形臺(tái)階面851，用于與扭力螺釘6抵靠接觸并限制其軸向位置。

扭力螺釘6可轉(zhuǎn)動(dòng)地由第二支撐部82支撐，具體地，其被構(gòu)造成與臺(tái)階孔85配和，如圖1所示。如圖4所示，扭力螺釘6包括直徑大致等于第一孔852的第一圓柱部65，直徑大致等于第二孔853的第二圓柱部66，以及其上設(shè)置有螺紋的螺紋部64，并且螺紋部64的外徑小于第二圓柱部66的直徑。第一圓柱部65可轉(zhuǎn)動(dòng)地與第一孔852配合，第二圓柱部66可轉(zhuǎn)動(dòng)地與第二孔853配合，螺紋部64可轉(zhuǎn)動(dòng)地與螺母7螺紋配合。第一圓柱部65、第二圓柱部66和螺紋部64依次、同軸地固定接合在一起，可選地，三者可以如圖4所示地整體形成，或者可以通過任意本領(lǐng)域內(nèi)已知的連接方式固定連接在一起。從而，第一圓柱部65和第二圓柱部66之間形成第一臺(tái)階面63，螺紋部64和第二圓柱部66之間形成第二臺(tái)階面67。第一臺(tái)階面63可轉(zhuǎn)動(dòng)地抵靠接觸臺(tái)階孔85的環(huán)形臺(tái)階面851，以便限定扭力螺釘6的軸向 位置，第二臺(tái)階面67可轉(zhuǎn)動(dòng)地抵靠接觸螺母7的一個(gè)側(cè)面，以限定螺母7的軸向位置。第一圓柱部65還包括第二凹槽62，其設(shè)置扭力螺釘6的朝向第一橫向面B1的螺釘下端面61上。第二凹槽66具有矩形截面，且該截面矩形的中心通過第一圓柱部65的軸線，第二凹槽66朝向第一臺(tái)階面63延伸一深度，從而將扭力螺釘6的靠近下端面66的部分分隔為具有一定間隔的兩個(gè)夾持部68、69。第二凹槽62的寬度和深度分別等于第一凹槽23的寬度和深度。夾持部68、69被構(gòu)造為至少部分地從臺(tái)階孔85中伸出，以便接收材料試樣4的第二端部42。類似與第一端部41，材料試樣4的第二端部42也具有矩形狀橫截面，其厚度和寬度可以被設(shè)置與第二凹槽66的厚度和寬度相同，使得第二端部42可以與第二凹槽66配合，并且可以部分地伸入到臺(tái)階孔85內(nèi)部。第二端部42的兩個(gè)側(cè)面抵靠接觸夾持部68、69的內(nèi)表面，以便接受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；第二端部42的朝向第二橫向面B2的端面抵靠第二凹槽66的底面，以便接受壓應(yīng)力。

如圖1所示，在材料試樣4的第二端部42和凹槽66的底面之間也可以設(shè)置絕緣塊5。類似地，絕緣塊5的橫截面可以被設(shè)置為大致等于第二凹槽62的橫截面，從而可以放置在凹槽62中，并進(jìn)入到臺(tái)階孔85以內(nèi)；另一方面，絕緣塊5的橫截面可以被設(shè)置為大致等于第二端部42的端面，以便該在該端面上施加均勻的壓應(yīng)力。絕緣塊的材料選擇和效果如前文所述。

在使用過程中，螺母7在外加的驅(qū)動(dòng)力矩作用下旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，外加力矩通過螺母7和扭力螺釘6之間的螺紋連接傳遞至扭力螺釘6，繼而通過夾持部68、69傳遞至材料試樣4，從而在材料試樣4上施加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小可以通過控制螺母7旋轉(zhuǎn)的角度而調(diào)控。當(dāng)螺母7旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，扭力螺釘6隨之旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度就位，從而為材料試樣4施加一預(yù)定扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。為了進(jìn)行保持該扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，如圖1和2所示，第二支撐部85在第一縱向面C1臨近扭力螺釘6的第一圓柱部65的位置處，同樣設(shè)置有與緊定螺釘32接合的緊定螺紋孔862。通過旋轉(zhuǎn)緊定螺釘32使其就位，可以在扭力螺 釘6的第一圓柱部65的表面上施加緊固力，以阻止扭力螺釘6的轉(zhuǎn)動(dòng)?？蛇x地，可以設(shè)置有多個(gè)緊定螺釘32以牢固地保持扭力螺釘6就位，并且，緊定螺釘可以被設(shè)置在第二支撐部85的其他位置，以便在扭力螺釘6第一圓柱部65的側(cè)面的任意位置處施加緊固力。當(dāng)旋轉(zhuǎn)壓力螺栓1和螺母就位，可以在材料試樣4上同時(shí)地、大小可控地施加壓應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。在旋轉(zhuǎn)緊定螺釘31和32就位的情況下，壓應(yīng)力31和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力32可以穩(wěn)定地保持，以便進(jìn)行一定試件的應(yīng)力腐蝕測試。

可以按照以下步驟使用本實(shí)用新型的實(shí)施例的夾具：

1)通過測試空間E，將材料試樣4的第一夾持部41和第二夾持部42分別放置在壓力滑塊2的第一凹槽23和扭力螺釘6的第二凹槽62中；

2)旋轉(zhuǎn)壓力螺栓1至預(yù)定角度，使材料試樣4承受一預(yù)定壓應(yīng)力；

3)旋轉(zhuǎn)緊定螺釘31，以鎖定壓力滑塊2的位置；

4)旋轉(zhuǎn)螺母7至預(yù)定角度，使材料試樣4承受一預(yù)定扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；

5)旋轉(zhuǎn)緊定螺釘32，以鎖定扭力螺釘6的位置；

6)使測試空間E中的環(huán)境達(dá)到測試條件，開始應(yīng)力腐蝕敏感性測試。

所述的測試條件可以包括各種研究者感興趣的氣氛環(huán)境，例如高溫高H₂S分壓、高溫高CO₂分壓、或者高溫高H₂S與CO₂混合分壓等氣氛。為了實(shí)現(xiàn)步驟6)，可以將夾具J整體放置在腐蝕性環(huán)境中，也可以僅在測試空間E內(nèi)填充腐蝕性氣體并密封。

因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的夾具可以用于測試待測金屬材料在同時(shí)受壓應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用下，在特定腐蝕性氣氛中的應(yīng)力腐蝕開裂性能，以便優(yōu)化各種工況下材料的選擇。通過使用本實(shí)用新型的夾具，可以確保試樣受力穩(wěn)定，并可以細(xì)微地調(diào)節(jié)壓應(yīng)力和/或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的大小。同時(shí)，本實(shí)用新型的夾具操作簡單，易于安裝和拆卸。

通過構(gòu)造夾具使其具有多個(gè)相同測試位，本實(shí)用新型的夾具可以有利地用于對(duì)比試驗(yàn)或批量試樣。

如圖5所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，夾具被構(gòu)造為包括具有鏡面對(duì)稱結(jié)構(gòu)的雙測試位支架，具體地，雙測試位支架包括關(guān)于縱向基準(zhǔn)面A對(duì)稱的兩個(gè)支架8，兩個(gè)支架8各自的第一支撐部81、第二支撐部82、連接部83分別連接在一起。由于兩個(gè)支架8的結(jié)構(gòu)相同，且在其上支撐和操作的元件也相同，因而可以有利地對(duì)比兩個(gè)材料試樣4在相同的腐蝕性環(huán)境和應(yīng)力狀態(tài)下的開裂行為，如圖5所示。

圖6A示意性示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的具有三個(gè)相同的測試位的夾具，其包括三個(gè)中心對(duì)稱的支架8，并且每一個(gè)支架8的第一支撐部、第二支撐部和連接部連接在一起，該夾具因而可用于同時(shí)測試三個(gè)材料試樣的應(yīng)力腐蝕性能。圖6B示意性示出了根據(jù)本實(shí)用新型的具有六個(gè)相同的測試位的夾具，其包括六個(gè)平行布置的支架8，并且每一個(gè)支架8的連接部連接在一起，該夾具因而可用于同時(shí)測試六個(gè)材料試樣的應(yīng)力腐蝕性能?？蛇x地，術(shù)語“連接”包括本領(lǐng)域內(nèi)已知的各種機(jī)械連接方式，如整體形成、焊接、鉚接、粘接等。還可選地，在本實(shí)用新型的實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易構(gòu)想出具有其他數(shù)量的測試位的夾具，而不脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

本實(shí)用新型實(shí)施例可以準(zhǔn)確地進(jìn)行應(yīng)力腐蝕性能的對(duì)比試驗(yàn)或批量化試驗(yàn)，可以保持測試過程中試樣受力恒定，并能細(xì)微地調(diào)控受力大小，同時(shí)夾具安裝便捷，具有經(jīng)濟(jì)性。本實(shí)用新型的實(shí)施例的方案對(duì)于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬現(xiàn)場應(yīng)力腐蝕測試、研究材料的應(yīng)力腐蝕規(guī)律具有重要意義。

應(yīng)理解，本實(shí)用新型實(shí)施例不意圖對(duì)支架8的具體形狀和尺寸做具體限定，從而所述夾具可適用于測試不同規(guī)格的材料試樣的應(yīng)力腐蝕開裂性能。

以上所述僅是本實(shí)用新型的示范性實(shí)施方式，而非用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求確定。

附圖標(biāo)記

J 夾具 7 螺母

1 壓力螺栓/第一轉(zhuǎn)動(dòng)件 8 支架

11 螺栓端面 81 第一支撐部

2 壓力滑塊/滑動(dòng)件 82 第二支撐部

21 滑塊上端面 83 連接部

22 滑塊下端面 84 螺紋孔

23 第一凹槽 85 臺(tái)階孔

24 側(cè)面 851 環(huán)形臺(tái)階面

25、26 夾持部 852 第一孔

27 底面 853 第二孔

31 第一緊定螺釘 861 第一緊定螺釘孔

32 第二緊定螺釘 862 第二緊定螺釘孔

4 材料試樣

41 第一端部 A 縱向基準(zhǔn)面

42 第二端部 B1 第一橫向面

5 絕緣塊 B2 第二橫向面

6 扭力螺釘/第二轉(zhuǎn)動(dòng)件 B3 第三橫向面

61 螺釘下端面 B4 第四橫向面

62 第二凹槽 C1 第一縱向面

63 第一臺(tái)階面/臺(tái)階面 C2 第二縱向面

64 螺紋部

65 第一圓柱部 E 測試空間

66 第二圓柱部 F 壓力

67 第二臺(tái)階面 M 扭轉(zhuǎn)力矩

68、69 夾持部。