[發明專利]一種在熱力模擬試驗機上給非金屬材料試樣加熱的裝置

有效

• 申請號: 201510020583.9
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104614229B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 郭寶峰;祁榮勝;劉鑫剛;趙石巖;景陽端;鄒宗園;許小奎
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 李合印

技術領域本發明涉及一種試驗器材，尤其涉及一種非金屬材料試樣加熱裝置。

背景技術為了獲得金屬材料的熱變形行為，一般在Gleeble熱力模擬試驗機上對其進行熱壓縮試驗，以測得其在高溫時的應力應變數據，而金屬材料在Gleeble熱力模擬試驗機上的加熱方式是采用電阻加熱方法。由于多數非金屬材料的導電性能差，在測試其熱變形行為時，無法采用電阻加熱方法對其加熱，難以實現在Gleeble熱力模擬試驗機上直接對導電性能差的非金屬材料試樣加熱進行熱壓縮實驗。

發明內容本發明的目的在于提供一種能夠實現非金屬材料試樣在Gleeble熱力模擬試驗機上進行加熱及變形試驗的裝置。

本發明主要是應用在Gleeble熱力模擬試驗機上加熱裝置，用于給不導電的非金屬材料試樣進行加熱試驗，具體技術方案如下：

本發明主要包括有加熱管、潤滑管以及壓頭，其中加熱管是由導電材質制成的圓管，加熱管的管壁上具有與其等長的條狀通孔，該通孔的中心線與加熱管的軸線平行設置；所述加熱管的內部具有由導電材質制成的圓管，即潤滑管，該潤滑管的外徑大于加熱管的內徑，以保證加熱管的周向內壁與潤滑管的周向外壁緊密接觸；所述潤滑管的內孔兩端部分別具有硬質合金制成的圓柱形壓頭，所述壓頭的外徑等于潤滑管的內徑，兩壓頭分別由潤滑管的內孔兩端插入以實現試樣的夾緊。

其中優選的，所述加熱管的材質為不銹鋼。

其中優選的，所述潤滑管的材質為石墨。

其中優選的，所述壓頭的材質為YG8硬質合金鋼。

其中優選的，所述加熱管及潤滑管的壁厚為1～2mm。

其中優選的，所述加熱管的內徑與潤滑管的外徑差為1～2mm。

其中優選的，所述加熱管上的條狀通孔寬度為1～2mm。

本發明能夠實現對非金屬材料試樣在Gleeble熱力模擬試驗機上的加熱，其中壓頭通過熱傳導方式給試樣加熱，潤滑管和加熱管通過熱輻射方式給試樣加熱。其中，壓頭的材質優選為與Gleeble熱力模擬試驗機鐓粗壓頭材質相同的YG8硬質合金鋼，具有高溫下耐壓強度高、耐氧化的特點；潤滑管的材質優選為石墨，由于石墨自身有自潤滑作用，能夠減小壓縮實驗過程中潤滑管與壓頭之間摩擦力的影響，保證試驗數據準確度；加熱管的材質選為不銹鋼，其作為加熱元件能夠給非金屬材料提供熱量，且具有在長時間高溫環境中耐氧化的能力。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、本發明能夠在熱力模擬試驗機上給不導電的非金屬材料加熱，部件間接觸良好，導電性能高，實現非金屬材料試樣的高溫壓縮變形；

2、本發明構造簡單，易于裝配，材質均為市售常規產品，購買方便且便于加工；

3、本發明提出的優選材質均具有耐氧化能力，可以多次重復使用，其中潤滑管材質為石墨，可減少裝置部件間的摩擦對試驗數據的影響，保證試驗數據的準確性；

4、可大大降低試驗的成本投入，使用壽命長，易于推廣使用。

附圖說明圖1為本發明的立體示意簡圖。

圖2為本發明的工作狀態示意圖。

具體實施方式接下來就結合附圖對本發明作詳細說明

如圖1所示，加熱管3是由不銹鋼制成的圓管，其壁厚為2mm，該加熱管的管壁上具有與其等長并且截面呈矩形的條狀通孔6，該寬度為2mm的通孔中心線與加熱管的軸線平行設置；所述加熱管的內部具有由石墨制成的圓管，即潤滑管2，該潤滑管的壁厚為2mm，其外徑大于加熱管的內徑，其長度與加熱管的長度相同，潤滑管外徑與加熱管內徑的差值為2mm，所述加熱管的周向內壁與潤滑管的周向外壁緊密接觸；所述潤滑管的內孔兩端部分別具有由YG8硬質合金鋼制成的圓柱形壓頭1，所述壓頭的外徑等于潤滑管的內徑，兩壓頭分別由潤滑管的內孔兩端插入，并且插入的距離相同。

工作時，由圖2所示，首先通過機械或人為外力沿加熱管3上的通孔6將其脹開一定尺寸，保證潤滑管2能夠置入加熱管。然后置入潤滑管，以保證兩管間緊密接觸。將一塊壓頭1由潤滑管一端插入，插入一定深度后，豎直放置，潤滑管內放入非金屬材料圓柱試樣4，再將另一塊壓頭1由潤滑管的另一端插入，夾緊試樣，保證兩壓頭插入潤滑管的深度相同，在加熱管3外壁中間段處焊接熱電偶，將組裝好的加熱裝置裝卡在Gleeble熱力模擬試驗機的鐓粗砧頭5上，兩砧頭分別與兩壓頭的非插入端相連，連接好線路后通電加熱，試樣在預定變形溫度時壓縮變形，最終獲得相應試驗數據。