單軸原位扭轉測試儀

長春因賽圖對當前商業化的材料扭轉測試設備和原位監測技術的國內外發展現狀和趨勢進行了較為深入的分析，在此基礎上開發生產了可與光學顯微成像設備相兼容的原位扭轉測試儀，包括單軸原位扭轉測試儀（圖1）和雙軸聯動原位扭轉測試儀（圖2）。

圖1：單軸原位扭轉測試儀

特點：
  結構緊湊的單軸原位扭轉測試儀可與光學顯微成像設備相兼容
  實現在載荷作用下對材料微觀變形損傷機制與微觀組織演化等特性進行動態原位觀測
  采用了直流空心杯電機配合精密行星齒輪減速箱及精密蝸輪蝸桿傳動實現對試件的動力加載，保證測試裝置擁有足夠的扭轉載荷和寬泛的加載速率
  實現以準靜態的方式對試件進行扭轉加載
  原位觀測時獲取更高質量的圖像，提高對微觀組織結構的觀測與分析的清晰度和準確度
  配備控制主機，專用檢測控制系統與配套分析處理軟件

技術指標（單軸系列NZ01、NZ02等）：：

   最大載荷力：100N·m、200N·m（系列）
   加載力分辨率：100mN
   扭轉角分辨率： 0.18º
   扭轉載荷量程：1500N·mm    
   扭轉載荷分辨率：0.1N·m
   力測量精度：±1%示值
   位移分辨率：1μm
???????   測試速度范圍：0 ～ 6.5/min
???????   位移速度精度：優于±0.5%（空載）
???????   速度負荷容量：3mm/min以下，允許最大試驗扭矩
???????   樣品尺寸：毫米

(a) Q235鋼扭轉曲線                              (b) 不同工藝下Q235鋼扭轉測試曲線                           (c) 45鋼扭轉曲線

 (d)Q235鋼扭轉曲線                                       (e)2A12鋁合金扭轉曲線                                  (f) H59黃銅扭轉曲線

圖2： 典型材料單軸原位扭轉測試曲線

圖3：材料（H59黃銅）表面形貌原位觀測圖像

如圖3所示，H59 黃銅在扭轉過程中的原位觀測圖像，可以看出其斷口相對平整，沒有縮頸現象發生，符合材料扭轉破壞的特征。

圖4： 材料（Q235鋼）金相組織原位觀測圖像

如圖4所示，扭轉測試過程中放大100倍和200倍的金相組織觀測圖像，當800°時的金相圖像，可以看出此時大部分晶粒在剪切作用下破碎為細條狀，材料表面布滿了裂痕，晶界已無法辨別，當扭轉至 2000°時，此時材料已接近于斷裂。