单轴原位扭转测试仪

长春因赛图对当前商业化的材料扭转测试设备和原位监测技术的国内外发展现状和趋势进行了较为深入的分析，在此基础上开发生产了可与光学显微成像设备相兼容的原位扭转测试仪，包括单轴原位扭转测试仪（图1）和双轴联动原位扭转测试仪（图2）。

图1：单轴原位扭转测试仪

特点：
  结构紧凑的单轴原位扭转测试仪可与光学显微成像设备相兼容
  实现在载荷作用下对材料微观变形损伤机制与微观组织演化等特性进行动态原位观测
  采用了直流空心杯电机配合精密行星齿轮减速箱及精密蜗轮蜗杆传动实现对试件的动力加载，保证测试装置拥有足够的扭转载荷和宽泛的加载速率
  实现以准静态的方式对试件进行扭转加载
  原位观测时获取更高质量的图像，提高对微观组织结构的观测与分析的清晰度和准确度
  配备控制主机，专用检测控制系统与配套分析处理软件

技术指标（单轴系列NZ01、NZ02等）：：

   最大载荷力：100N·m、200N·m（系列）
   加载力分辨率：100mN
   扭转角分辨率： 0.18º
   扭转载荷量程：1500N·mm    
   扭转载荷分辨率：0.1N·m
   力测量精度：±1%示值
   位移分辨率：1μm
​​​​​​​   测试速度范围：0 ～ 6.5/min
​​​​​​​   位移速度精度：优于±0.5%（空载）
​​​​​​​   速度负荷容量：3mm/min以下，允许最大试验扭矩
​​​​​​​   样品尺寸：毫米

(a) Q235钢扭转曲线                              (b) 不同工艺下Q235钢扭转测试曲线                           (c) 45钢扭转曲线

 (d)Q235钢扭转曲线                                       (e)2A12铝合金扭转曲线                                  (f) H59黄铜扭转曲线

图2： 典型材料单轴原位扭转测试曲线

图3：材料（H59黄铜）表面形貌原位观测图像

如图3所示，H59 黄铜在扭转过程中的原位观测图像，可以看出其断口相对平整，没有缩颈现象发生，符合材料扭转破坏的特征。

图4： 材料（Q235钢）金相组织原位观测图像

如图4所示，扭转测试过程中放大100倍和200倍的金相组织观测图像，当800°时的金相图像，可以看出此时大部分晶粒在剪切作用下破碎为细条状，材料表面布满了裂痕，晶界已无法辨别，当扭转至 2000°时，此时材料已接近于断裂。