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申请/专利权人：昆明理工大学

摘要：本发明公开一种材料显微组织性能表征高通量实验装置，属于材料性能测试领域。本发明所述装置包括底座、拉伸装置、显微测试系统、十字滑台、低温测试系统、高温测试系统、控制计算机、上位机，底座上设有十字滑台，十字滑台上设有拉伸支架，拉伸装置安装在拉伸支架上，显微测试系统位于试样的正上方；控制计算机通过数据接口与上位机连接；本发明能连续观察材料在各种气氛、温度环境中形变过程中微观组织变化规律，同时获得试样在各种气氛、温度环境中应力——应变曲线及曲线上各点所对应金相结构，通过观察分析材料微结构形变及断裂机理，对晶内、晶界、栾晶、位错、第二相等力学性能影响因素进行观察研究。

主权项：1.一种材料显微组织力学性能表征实验装置，其特征在于：包括底座（5）、拉伸装置、显微测试系统、十字滑台、低温测试系统、高温测试系统、控制计算机（49）、上位机（60），底座（5）上设有十字滑台，十字滑台上设有拉伸支架（8），拉伸装置安装在拉伸支架（8）上，显微测试系统位于试样（33）的正上方；控制计算机（49）通过数据接口（48）与上位机（60）连接；所述拉伸装置包括拉伸电机（6）、拉伸减速器（7）、前导轨（9）、丝杠（10）、拉伸台（11）、拉力传感器支架（12）、拉力传感器（13）、右夹头（25）、试样支架（28）、位移传感器（36）、直线轴承（37）、左夹头（38）、试样拉头（39）、后导轨（40）；拉伸台（11）、试样拉头（39）、试样支架（28）从左到右依次置于拉伸支架（8）上，前导轨（9）和后导轨（40）分别位于拉伸支架（8）的两侧，前导轨（9）和后导轨（40）一端固定在拉伸支架（8）上，另一端固定在试样支架（28）上，试样支架（28）固定在拉伸支架（8）上；拉伸台（11）、试样拉头（39）的两侧均设有直线轴承（37），拉伸台（11）和试样拉头（39）通过两侧的直线轴承（37）依次穿过前导轨（9）和后导轨（40）；拉伸减速器（7）固定在拉伸支架（8）上，拉伸电机（6）与拉伸减速器（7）的输入端连接，拉伸减速器（7）的输出端与丝杠（10）连接，丝杠（10）与拉伸台（11）连接，拉伸台（11）上安装有拉力传感器支架（12），拉力传感器支架（12）上安装拉力传感器（13），拉力传感器（13）的另一端与试样拉头（39）连接；试样拉头（39）上固定有左夹头（38），与左夹头（38）对应的位置设有右夹头（25），右夹头（25）固定在试样支架（28）上，试样（33）通过左夹头（38）与右夹头（25）分别固定于试样拉头（39）及试样支架（28）上，试样拉头（39）上设有位移传感器（36）；位移传感器（36）和拉力传感器（13）分别与控制计算机（49）连接，拉伸电机（6）通过拉伸电机控制器（44）与控制计算机（49）连接；低温测试系统包括制冷喷口（42）和铂电阻（41），制冷喷口（42）和铂电阻（41）位于试样（33）的下方，制冷喷口（42）通过管道与制冷阀（52）连接，制冷阀（52）与制冷控制器（53）连接，制冷控制器（53）与控制计算机（49）连接；铂电阻（41）与温度变送器Ⅰ（50）连接，温度变送器Ⅰ（50）与控制计算机（49）连接；高温测试系统包括电源连接端Ⅰ（55）、电源连接端Ⅱ（56）、高温热电偶（43），试样拉头（39）和试样支架（28）分别通过电源连接端Ⅰ（55）和电源连接端Ⅱ（56）与加热电源控制器（57）连接，加热电源控制器（57）与控制计算机（49）连接；试样（33）下方设有高温热电偶（43），高温热电偶（43）与温度变送器Ⅱ（51）连接，温度变送器Ⅱ（51）与控制计算机（49）连接，控制计算机（49）通过数据接口（48）与上位机（60）连接；所述显微测试系统包括显微镜光源（14）、孔径光栏（15）、滤色片（16）、显微镜底座（17）、显微镜光路系统（18）、显微镜连杆（19）、显微镜调焦电机（20）、显微镜减速器（21）、高速照相机（22）、显微镜（23）、物镜（34），显微镜底座（17）固定在底座（5）上，显微镜底座（17）侧安装滤色片（16），滤色片（16）连接孔径光栏（15），孔径光栏（15）连接显微镜光源（14）；显微镜光路系统（18）固定在显微镜底座（17）上，显微镜光路系统（18）一侧设有显微镜连杆（19），显微镜连杆（19）连接显微镜（23），显微镜（23）上面安装高速照相机（22），显微镜（23）下面安装物镜（34）；显微镜光路系统（18）上端安装显微镜减速器（21）、显微镜减速器（21）连接显微镜调焦电机（20）；高速照相机（22）的图像通道与图像传送器（54）连接，图像传送器（54）与上位机（60）连接，高速照相机（22）的拍摄控制接口与控制计算机（49）连接，显微镜调焦电机（20）显微镜调焦电机控制器（45）与控制计算机（49）连接；在试样支架（28）与前导轨（9）、后导轨（40）结合部位设有绝缘套（30），前导轨（9）、后导轨（40）均通过导轨固定螺栓（26）固定，试样支架（28）与拉伸支架（8）之间有绝缘片（29）；还包括箱体（1），箱体（1）固定在底座（5）上，拉伸装置、显微测试系统均置于箱体（1）内部；箱体（1）设有拉伸观察窗（2）与密闭盖（4），密闭盖（4）上设有试样观察窗（3），试样观察窗（3）位于试样（33）的正上方，拉伸观察窗（2）位于拉伸台（11）的上方，关闭密闭盖（4）后底座（5）、箱体（1）、密闭盖（4）构成密闭环境；箱体（1）上设有气体输入口（58），气体输入口（58）处设有电磁阀（59），电磁阀（59）与控制计算机（49）连接；十字滑台包括X轴导轨（35）、Y轴导轨（31）、X轴电机（27）、Y轴电机（32），Y轴导轨（31）位于X轴导轨（35）上，X轴导轨（35）位于底座（5）上；X轴导轨（35）一端通过减速机与X轴电机（27）连接，Y轴导轨（31）的一端通过减速机与Y轴电机（32）连接，X轴电机（27）、Y轴电机（32）分别通过X轴电机控制器（46）、Y轴电机控制器（47）与控制计算机（49）连接，控制计算机（49）通过数据接口（48）与上位机（60）连接。

全文数据：一种材料显微组织力学性能表征实验装置技术领域[0001]本发明涉及一种材料显微组织力学性能表征实验装置，属于材料性能测试领域。背景技术[0002]金相显微分析是重要的材料分析基础手段，通过金相分析可获得金属及合金组织大小、形态、分布、数量和性质的一种方法，同时可获得晶粒、夹杂物以及相变产物等特征组织丨近胃年来随着计算机技术的发展，通过对二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织图谱的测量和计算可确定金属微观组织的三维空间形貌，建立金属材料成分、组织和性能间的关系。[0003]目前金相显微技术无论是样品制备技术，金相显微镜的分辨率，图像分析能力均得$较大的发展，且针对不同材料体系的分析检验方法也不断完善和深入，涉及金属材料生产、应用和科研，金相显微分析技术已成为评定金属材料内在质量的一种常规检验方法，也是分析材料缺陷机理和辅助工艺改善的必要手段。[0004]但目前的金相显微分析技术仅限于对样品的静态观察，定性描述金属材料的显微组织特征或采用与各种标准图片比较的方法评定显微组织、晶粒度、非金属夹杂物及第二相质点等，这种方法精确性不高，评定时带有很大的主观性，且对工况条件下的样品只能事后取样分析，过程中的显微组织变化无法观测。传统研宄方法是针对不同变形特点，以起始态和终了态作为边界条件建立有限元模拟模型，以此研宄材料晶粒塑性变形机理，网格划分精度极大影响到模拟结果，往往不能反映真实变形情况。鉴于此，如何获得变形过程中材料微观结构信息，特别是晶粒晶界协调变形特点、断裂机制特征，仍然缺乏有效的技术方法，是目前未解决的关键且重要科学技术问题之一，面临重要的技术需求。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种高通量显微组织力学性能表征实验装置，应用高速摄相技术、图像传输技术、计算机图像处理技术、数据库等现代数据分析、处理技术，将传统金相分析技术与材料力学性能测试结合在一起，清晰完整的获得材料受力变形过程中各因素变化规律及相互影响关系，具有较强的表征能力。[0006]具体通过以下方式实现:一种显微组织力学性能表征实验装置，包括底座5、拉伸装置、显微测试系统、十字滑台、低温测试系统、高温测试系统、控制计算机49、上位机60,底座5上设有十字滑台，十字滑台上设有拉伸支架8，拉伸装置安装在拉伸支架8上，显微测试系统位于试样33的正上方;控制计算机似通过数据接口48与上位机60连接；所述拉伸装置包括拉伸电机6、拉伸减速器7、前导轨9、丝杠1〇、拉伸台11、拉力传感器支架12、拉力传感器13、右夹头25、试样支架2S、位移传感器36、直线轴承37、左夹头38、试样拉头39、后导轨40;拉伸台11、试样拉头洲、试样支架28从左到右依次置于拉伸支架8上，前导轨9和后导轨40分别位于拉伸支架8的两侧，前导轨9和后导轨40—端固定在拉伸支架8上，另一端固定在试样支架28上，试样支架28固定在拉伸支架8上;拉伸台11、试样拉头39的两侧均设有直线轴承37,拉伸台11和试样拉头39通过两侧的直线轴承37依次穿过前导轨9和后导轨40;拉伸减速器7固定在拉伸支架8上，拉伸电机6与拉伸减速器7的输入端连接，拉伸减速器7的输出端与丝杠10连接，丝杠1〇与拉伸台11连接，拉伸台11上安装有拉力传感器支架12,拉力传感器支架12上安装拉力传感器13,拉力传感器13的另一端与试样拉头39连接;试样拉头39上固定有左夹头38，与左夹头38对应的位置设有右夹头25，右夹头25固定在试样支架28上，试样33通过左夹头38与右夹头25分别固定于试样拉头39及试样支架28上，试样拉头39上设有位移传感器36;位移传感器36和拉力传感器13分别与控制计算机49连接，拉伸电机6通过拉伸电机控制器44与控制计算机49连接；低温测试系统包括制冷喷口42和铀电阻41，制冷喷口42和钼电阻41位于试样33的下方，制冷喷口42通过管道与制冷阀52连接，制冷阀52与制冷控制器53连接，制冷控制器53与控制计算机49连接;铂电阻41与温度变送器150连接，温度变送器150与控制计算机49连接；高温测试系统包括电源连接端155、电源连接端n56、高温热电偶43，试样拉头39和试样支架28分别通过电源连接端1阳和电源连接端II56与加热电源控制器57连接，加热电源控制器57与控制计算机49连接;试样33下方设有高温热电偶似，高温热电偶43与温度变送器1151连接，温度变送器n51与控制计算机49连接，控制计算机49通过数据接口48与上位机60连接。[0007]优选的，本发明所述显微测试系统包括显微镜光源14、孔径光栏15、滤色片16、显微镜底座17、显微镜光路系统18、显微镜连杆I9、显微镜调焦电机2〇、显微镜减速器21、高速照相机22、显微镜23、物镜34,显微镜底座17固定在底座5上，显微镜底座17侧安装滤色片16,滤色片16连接孔径光栏15,孔径光栏I5连接显微镜光源14;显微镜光路系统I8固定在显微镜底座17上，显微镜光路系统18—侧设有显微镜连杆19，显微镜连杆19连接显微镜23，显微镜23上面安装高速照相机22，显微镜23下面安装物镜34;显微镜光路系统18上端安装显微镜减速器21、显微镜减速器21连接显微镜调焦电机2〇;高速照相机22的图像通道与图像传送器54连接，图像传送器54与上位机6〇连接，高速照相机22的拍摄控制接口与控制计算机49连接，显微镜调焦电机20显微镜调焦电机控制器45与控制计算机49连接。[0008]优选的，在试样支架28与前导轨9、后导轨40结合部位设有绝缘套30,前导轨9、后导轨40均通过导轨固定螺栓26固定，试样支架28与拉伸支架8之间有绝缘片29。[0009]优选的，本发明所述装置还包括箱体1，箱体1固定在底座5上，拉伸装置、显微测试系统均置于箱体1内部;箱体1设有拉伸观察窗2与密闭盖4,密闭盖4上设有试样观察窗3,试样观察窗3位于试样33的正上方，拉伸观察窗2位于拉伸台11的上方，关闭密闭盖4后底座5、箱体1、密闭盖4构成密闭环境;箱体1上设有气体输入口58，气体输入口58处设有电磁阀59，电磁阀59与控制计算机49连接。[0010]优选的，本发明所述十字滑台包括X轴导轨35、Y轴导轨31、X轴电机27、Y轴电机32，Y轴导轨31位于X轴导轨35上，X轴导轨35位于底座5上;X轴导轨35—端通过减速机与X轴电机27连接，Y轴导轨31的一端通过减速机与Y轴电机32连接，X轴电机27、Y轴电机32分别通过X轴电机控制器46、Y轴电机控制器47与控制计算机49连接，控制计算机49通过数据接口48与上位机60连接。[0011]本发明的工作过程:在程序控制下拉伸电机控制器44控制拉伸电机6转动，转动输入拉伸减速器7减速后带动丝杠1〇转动，丝杠转动经拉伸台11内螺母转换为拉伸台11沿目|J寸机9与后寸轨40的直线运动；从而在拉伸电机6带动下试样拉头39与试样支架28产生相对位移试样33被拉伸;试样所受拉力由拉力传感器13检测并传送到控制计算机49，控制计算机40通过数据接口48上传到上位机60存储分析;试样变形量由安装于试样拉头39及试样支架28之间的位移传感器36检测并传送到控制计算机49、控制计算机49通过数据接口48上传到上位机6〇存储分析;控制计算机49依据程序控制拉伸电机6通过拉伸装置对试样进行拉伸，为此本装置可进行恒应力、恒应变、周期应力、周期应变等应力加载实验方式。[0012]本发明的有益效果：1本发明所述装置实现不同材料体系在不同温度、环境气氛、应力状态下的应力一应变特性的微观组织观察，获得材料金相显微组织的连续变化图谱，其微观组织与材料应力一应变曲线——对应。[0013]2本发明所述装置所获得数据通过图像分析系统分析处理，条件有利于直观、准确、全面、快速分析金属微观组织在受力状态下的变化规律，进而结合材料力学理论、腐蚀理论和有限元模拟方法研究材料的性能、微观结构与在工况条件下的联系，因此具有很高的实用推广价值和重大的科学研宄价值。[00^4]3本发明所述装置的应用必将导致传统材料力学研究方法由顺序迭代法更新为并行处理，以实验数据的量变引发材料力学性能研宄的质变。附图说明[0015]图1为本发明所述实验装置的外观结构示意图1;图2为本发明所述实验装置的外观结构示意图n;图3为本发明所述实验装置的主体结构示意图1;图4为本发明所述实验装置的主体结构示意图n;图5为本发明所述实验装置的系统构成示意图；图6为本发明所述实验装置的拉力传感器、试样加热结构示意图。[0016]图7为本发明所述实验装置的拉力传感器示意图；图8为本发明所述实验装置的测温、冷却装置构成示意图；图9为本发明所述实验装置的实施例的金相图。[0017]图中：1-箱体;2-拉伸观察窗;3-试样观察窗;4-密闭盖;5-底座;6-拉伸电机;7-拉伸减速器;8-拉伸支架;9-前导轨；1〇-丝杠；丨卜拉伸台；12-拉力传感器支架；13-拉力传感器;^4-显微镜光源；15-孔径光栏；16_滤色片；17_显微镜底座；18-显微镜光路系统；19_显微镜连杆;20-显微镜调焦电机;21_显微镜减速器;22_高速照相机;显微镜;24—试样固定螺栓;25-右夹头;26-导轨固定螺栓;27-X轴电机;28-试样支架;29_绝缘片;30-绝缘套；31-Y轴导轨;32-Y轴电机;33-试样;34-物镜;35-X轴导轨;36_位移传感器;37-直线轴承；38-左夹头;39-试样拉头;40-后导轨;41-铂电阻;42-制冷喷口；43-高温热电偶;44-拉伸电机控制器;45-显微镜调焦电机控制器;妨-乂轴电机控制器;47-Y轴电机控制器;48-数据接口；49、-控制计算机;50—温度变送器〗;51_温度变送器n;52_制冷阀;53—制冷控制器;54_图像传送器;55-电源连接端〖;56_电源连接端n;57—加热电源控制器;明―气体输入口；59_电磁阀；60-上位机。具体实施方式[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。[0019]实施例1一种显微组织力学性能表征实验装置如图1〜8所示），包括底座5、拉伸装置、显微测试系统、十字滑台、低温测试系统、高温测试系统、控制计算机49、上位机60，底座5上设有十字滑台，十字滑台设有拉伸支架8,拉伸装置安装在拉伸支架8上，显微测试系统位于试样33的正上方;控制计算机49通过数据接口48与上位机60连接；所述拉伸装置包括拉伸电机6、拉伸减速器7、前导轨9、丝杠10、拉伸台11、拉力传感器支架12、拉力传感器13、试样支架28、位移传感器36、直线轴承37、左夹头3S、试样拉头39、后导轨40;拉伸台11、试样拉头39、试样支架28从左到右依次置于拉伸支架8上，前导轨9和后导轨40分别位于拉伸支架8的两侧，前导轨9和后导轨40—端固定在拉伸支架8上，另一端固定在试样支架28上，试样支架28固定在拉伸支架8上;拉伸台11、试样拉头39的两侧均设有直线轴承37,拉伸台11和试样拉头39通过两侧的直线轴承37依次穿过前导轨9和后导轨40;拉伸减速器7固定在拉伸支架8上，拉伸电机6与拉伸减速器7的输入端连接，拉伸减速器7的输出端与丝杠10连接，丝杠10与拉伸台11连接，拉伸台11上安装有拉力传感器支架12,拉力传感器支架12上安装拉力传感器13,拉力传感器13的另一端与试样拉头39连接;试样拉头39上固定有左夹头38，与左夹头38对应的位置设有右夹头25，右夹头25固定在试样支架28上，试样33通过左夹头38与右夹头25分别固定于试样拉头39及试样支架28上试样33与左夹头38、右夹头25之间通过二颗固定螺栓24紧固连接，使其在实验过程中不发生滑动），试样拉头39上设有位移传感器36;位移传感器36和拉力传感器13分别与控制计算机49连接，拉伸电机6通过拉伸电机控制器44与控制计算机49连接。[0020]本实施例所述位移传感器36测量实验过程中试样变形量，位移传感器36输出信号接入控制计算机49，控制计算机49通过数据接口48将位移信号上传到上位机60;位移传感器36测量范围20毫米，测量精度万分之一毫米。[0021]本实施例所述拉力传感器13用于测量施加于试样的拉力，传感器13输出信号接入控制计算机49、控制计算机49通过数据接口48上传致上位机60;更换不同量程拉力传感器后，拉力测量范围10—5000N，精度0•1%。[0022]在程序控制下拉伸电机控制器44控制拉伸电机6转动，转动输入伸减速器7减速后带动丝杠10转动，丝杠10转动经拉伸台11内螺母转换为拉伸台11沿前导轨9与后导轨40的直线运动;在拉伸电机6带动下试样拉头39与试样支架28产生相对位移试样33被拉伸;试样所受拉力由拉力传感器I3检测并传送到控制计算机49、控制计算机49通过数据接口48上传到上位机60存储分析;试样变形量由安装于试样拉头39及试样支架28之间的位移传感器36检测并传送到控制计算机49、控制计算机49通过数据接口48上传到上位机60存储分析。[0023]本实施例所述低温测试系统包括制冷喷口42和铂电阻41，制冷喷口42和铂电阻41位于试样33的下方，制冷喷口42通过管道与制冷阀52连接，制冷阀52与制冷控制器53连接，制冷控制器53与控制计算机49连接；铀电阻41与温度变送器150连接，温度变送器150与控制计算机49连接。[0024]使用过程中：制冷阀52输入端连接制冷剂容器常用制冷剂为液氮或干冰干冰或液氮，制冷阀52由制冷控制器53控制，铂电阻41将温度信号传送至温度变送器n51、温度变送器1151输出信号传送到控制计算机49、控制计算机49依据实验所设定温度值控制制冷控制器53,制冷控制器53控制制冷阀52开启状态从而改变制冷喷口42制冷剂输出量控制试样33温度;控制计算机49通过数据接口4S连接上位机㈤获取实验温度值并上传试样33温度数据;从而实现试样测试温度控制，控制温度范围-196°C—RT。[0025]本实施例所述高温测试系统包括电源连接端I55、电源连接端1156、高温热电偶43,试样拉头39和试样支架28分别通过电源连接端I55和电源连接端II56与加热电源控制器57连接，加热电源控制器57与控制计算机的连接;试样33下方设有高温热电偶43，高温热电偶43与温度变送器II51连接，温度变送器II51与控制计算机40连接，控制计算机40通过数据接口48与上位机60连接。[0026]使用过程中：加热电源控制器57输出电压后在试样33上形成电流，试样33在电流的作用下自身发热，在试样33下方安装有高温热电偶43、高温热电偶43将温度信号传送致温度变送器150、温度变送器150输出信号传送到控制计算机40、控制计算机40依据实验所设定温度值输出调节信号到加热电源控制器57调节输入试样33电流大小，从而实现对试样33加热温度的控制;控制计算机49通过数据接口48连接上位机60获取实验温度值并上传试样33温度数据。[0027]所有现有的显微测试系统均可以用于本发明，作为本发明的第二个优选实施例，本实施例所述显微测试系统包括显微镜光源14、孔径光栏15、滤色片16、显微镜底座17、显微镜光路系统18、显微镜连杆19、显微镜调焦电机2〇、显微镜减速器21、高速照相机22、显微镜23、物镜34,显微镜底座I7固定在底座5上，显微镜底座I7侧安装滤色片I6,滤色片丨6连接孔径光栏15,孔径光栏15连接显微镜光源14;显微镜光路系统I8固定在显微镜底座17上，显微镜光路系统18—侧设有显微镜连杆I9，显微镜连杆19连接显微镜23，显微镜23上面安装高速照相机22,显微镜23下面安装物镜34;显微镜光路系统I8上端安装显微镜减速器21、显微镜减速器21连接显微镜调焦电机20;高速照相机22的图像通道与图像传送器54连接，图像传送器54与上位机60连接，高速照相机22的拍摄控制接口与控制计算机49连接，显微镜调焦电机20显微镜调焦电机控制器45与控制计算机49连接。高速照相机22获得样品图像后将图像信号通过图像传送器54传送至上位机㈤，高速照相机22控制信号由控制计算机49控制，控制计算机49通过数据接口48与上位机㈤连接通讯获得相应的拍摄控制指令。[0028]显微镜光路系统18通过反射镜将摄照光源反射至物镜23后照射于试样33，显微镜调焦电机20带动显微镜减速器21转动，显微镜减速器21内有螺杆与螺母，在螺杆与螺母作用下显微镜减速器21带动显微镜光路系统18沿显微镜减速器21轴方向移动，从而调整目镜23与试样之间距离，从而完成样品对焦过程；改变显微镜调焦电机20转速可实现对焦过程的粗调与细调过程，显微镜调焦电机2〇转速范围为〇.〇〇28—500转min。[0029]作为本发明的第三个优选实施例:在试样支架28与前导轨9、后导轨40结合部位设有绝缘套30,前导轨9、后导轨40均通过导轨固定螺栓26固定，试样支架28与拉伸支架8之间有绝缘片29。[0030]作为本发明的第四个优选实施例:所述装置还包括箱体1，箱体1固定在底座5上，拉伸装置、显微测试系统均置于箱体1内部;箱体1设有拉伸观察窗2与密闭盖4，密闭盖4上设有试样观察窗3,试样观察窗3位于试样33的正上方，拉伸观察窗2位于拉伸台11的上方，关闭密闭盖4后底座5、箱体1、密闭盖4构成密闭环境;箱体1上设有气体输入口58,气体输入口58处设有电磁阀59，电磁阀59与控制计算机49连接。电磁阀59受控制计算机49控制，电磁阀59气体输入端接气源，依据实验条件的不同可实现真空环境、氧化气氛、还原气氛、惰性气氛、混合气氛环境下显微组织拍摄。[0031]所有现有的十字滑台均可以用于本发明，作为本发明的第五个优选实施例，本实施例所述十字滑台包括X轴导轨35、Y轴导轨31、X轴电机27、Y轴电机32，Y轴导轨31位于X轴导轨35上，X轴导轨35位于底座5上;X轴导轨35—端通过减速机与X轴电机27连接，Y轴导轨31的一端通过减速机与Y轴电机32连接，X轴电机27、Y轴电机32分别通过X轴电机控制器46、Y轴电机控制器47与控制计算机49连接，控制计算机49通过数据接口48与上位机60连接;移动距离X轴：0—40mm、Y轴：0—5mm。[0032]Y轴电机32在Y轴电机控制器47驱动下带动螺杆转动，螺杆在螺母作用下带动Y轴滑块沿Y轴导轨31移动，在X轴电机控制器46驱动下带动螺杆转动、螺杆在螺母作用下带动支架8块沿X轴导轨35移动，从而实现支架8上固定试样的X、Y方向移动，保证拉在显微拍摄过程中对拍摄部分的连续拍摄，避免了由于试样变形导致的观察区域离开拍摄视场导致实验失败。[0033]具体使用场景本实施例所述高速照相机选用德国PC0公司FR800长时间高速图像记录系统，拍照速度：800帧秒，图像:640x480像素，图像存储软件:FR800配套软件;实验材料为黄铜H60，样品长80mm，宽10mm，厚0•5mm，以半圆缺口获得应力集中区域，于真空下650°C退火10小时，在对应的观察区进行抛光腐蚀，金相显微镜放大倍数200倍，在上位机调焦得到清晰图像;在室温条件下，氢气还原环境中，以〇•01mm秒的拉伸速率进行拉伸，相机自动摄影频率为800帧秒，直至样品断裂。获得6000张高像素金相组织图片，同时获得金相组织图片相对应的样品应力一应变值曲线及裂纹扩展路径与特点，如图9所示。

权利要求：1.一种材料显微组织力学性能表征实验装置，其特征在于:包括底座5、拉伸装置、显微测试系统、十字滑台、低温测试系统、高温测试系统、控制计算机49、上位机60，底座5上设有十字滑台，十字滑台上设有拉伸支架8，拉伸装置安装在拉伸支架8上，显微测试系统位于试样33的正上方;控制计算机49通过数据接口（48与上位机60连接；所述拉伸装置包括拉伸电机6、拉伸减速器7、前导轨9、丝杠（10、拉伸台（11、拉力传感器支架（12、拉力传感器13、右夹头25、试样支架28、位移传感器36、直线轴承37、左夹头38、试样拉头39、后导轨40;拉伸台（11、试样拉头39、试样支架28从左到右依次置于拉伸支架⑻上，前导轨⑼和后导轨40分别位于拉伸支架⑻的两侧，前导轨⑼和后导轨40—端固定在拉伸支架⑻上，另一端固定在试样支架28上，试样支架（28固定在拉伸支架8上;拉伸台（11、试样拉头39的两侧均设有直线轴承37，拉伸台（11和试样拉头39通过两侧的直线轴承37依次穿过前导轨9和后导轨40;拉伸减速器7固定在拉伸支架8上，拉伸电机6与拉伸减速器7的输入端连接，拉伸减速器⑺的输出端与丝杠10连接，丝杠（10与拉伸台（11连接，拉伸台（11上安装有拉力传感器支架（12，拉力传感器支架（12上安装拉力传感器（13，拉力传感器（13的另一端与试样拉头39连接;试样拉头（39上固定有左夹头38，与左夹头（38对应的位置设有右夹头25，右夹头25固定在试样支架28上，试样33通过左夹头38与右夹头（25分别固定于试样拉头（39及试样支架（28上，试样拉头（39上设有位移传感器36;位移传感器36和拉力传感器13分别与控制计算机49连接，拉伸电机6通过拉伸电机控制器44与控制计算机49连接；低温测试系统包括制冷喷口（42和铂电阻41，制冷喷口（42和钼电阻41位于试样33的下方，制冷喷口（42通过管道与制冷阀（52连接，制冷阀（52与制冷控制器53连接，制冷控制器53与控制计算机49连接;铂电阻41与温度变送器I5〇连接，温度变送器I50与控制计算机49连接；高温测试系统包括电源连接端I55、电源连接端II56、高温热电偶4¾，试样拉头39和试样支架（28分别通过电源连接端I55和电源连接端II56与加热电源控制器57连接，加热电源控制器（57与控制计算机（49连接；试样《3下方设有高温热电偶43，高温热电偶43与温度变送器II51连接，温度变送器II51与控制计算机的连接，控制计算机49通过数据接口（48与上位机60连接。2.根据权利要求1所述材料显微组织力学性能表征实验装置，其特征在于:显微测试系统包括显微镜光源（14、孔径光栏（15、滤色片（16、显微镜底座（17、显微镜光路系统18、显微镜连杆（19、显微镜调焦电机20、显微镜减速器21、高速照相机22、显微镜23、物镜34，显微镜底座（17固定在底座⑸上，显微镜底座（17侧安装滤色片（16，滤色片（16连接孔径光栏（15，孔径光栏（15连接显微镜光源（14;显微镜光路系统（18固定在显微镜底座（17上，显微镜光路系统（18—侧设有显微镜连杆（19，显微镜连杆（19连接显微镜23，显微镜23上面安装高速照相机22，显微镜23下面安装物镜34;显微镜光路系统（18上端安装显微镜减速器21、显微镜减速器（21连接显微镜调焦电机20;高速照相机22的图像通道与图像传送器54连接，图像传送器54与上位机60连接，高速照相机22的拍摄控制接口与控制计算机49连接，显微镜调焦电机20显微镜调焦电机控制器45与控制计算机49连接。3.根据权利要求1所述材料显微组织力学性能表征实验装置，其特征在于:在试样支架28与前导轨9、后导轨40结合部位设有绝缘套30，前导轨9、后导轨40均通过导轨固定螺栓26固定，试样支架28与拉伸支架8之间有绝缘片29。4.根据权利要求1〜3任意一项所述材料显微组织力学性能表征实验装置，其特征在于：还包括箱体1，箱体（1固定在底座5上，拉伸装置、显微测试系统均置于箱体（1内部；箱体（1设有拉伸观察窗（2与密闭盖4，密闭盖4上设有试样观察窗（3，试样观察窗3位于试样33的正上方，拉伸观察窗2位于拉伸台（11的上方，关闭密闭盖4后底座5、箱体（1、密闭盖4构成密闭环境;箱体（1上设有气体输入口（58，气体输入口（58处设有电磁阀（59，电磁阀（59与控制计算机的连接。5.根据权利要求4所述材料显微组织力学性能表征实验装置，其特征在于:十字滑台包括X轴导轨35、Y轴导轨31、X轴电机27、Y轴电机《2，Y轴导轨31位于X轴导轨邪）上，X轴导轨35位于底座5上;X轴导轨35—端通过减速机与X轴电机27连接，Y轴导轨31的一端通过减速机与Y轴电机3¾连接，X轴电机27、Y轴电机3¾分别通过X轴电机控制器46、Y轴电机控制器47与控制计算机49连接，控制计算机49通过数据接口48与上位机60连接。

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