[發(fā)明專利]一種梯度熱處理與數據采集、反饋一體化樣機

在審

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• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109913623A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 方棋洪;李甲;易明;馮慧
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C21D1/42
• 分類號: C21D1/42;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種梯度熱處理與數據采集、反饋一體化樣機，并提供了裝置的使用方法。該裝置包括感應加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)。使用方法步驟為(1)在感應線圈中夾裝材料試件，設置上端熱處理溫度T_u，打開感應加熱電源，采用感應加熱法加熱試件。(2)設置下端熱處理溫度T_d，打開水泵，在材料下端噴水冷卻，根據紅外攝像儀監(jiān)測的試件梯度溫度情況，通過數據反饋電腦自動對加熱電流、噴水流量進行反饋控制使試件從上至下達到最佳溫度梯度狀態(tài)。(3)關閉感應加熱電源與水泵使材料在空氣中冷卻得到梯度熱處理材料。本發(fā)明具有工藝簡單，反饋靈活，提高實驗效率等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種梯度熱處理裝置，具體涉及一種梯度熱處理與數據采集、反饋一體化樣機。

背景技術

熱處理是指材料在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當的速度冷卻，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。固然熱處理溫度成為了整體熱處理工藝中決定材料的相、組織與性能的一個重要因素。目前關于材料組織性能與整體熱處理溫度相關性的研究方法通常是使用相同組分的合金試樣分別在不同溫度下進行熱處理。此方法有著浪費材料、消耗能源、延長試驗周期、溫度梯度離散等諸多缺點。

梯度熱處理是運用高通量的方法在一個試件上實現從高溫到低溫的連續(xù)溫度梯度熱處理，這樣便可以運用一個試件測試出不同熱處理溫度對材料組織性能的影響。這不僅提高科研研究效率，降低實驗消耗，具有重要的意義。同時通過梯度熱處理方法制備的這種在不同位置上組織與性能不同的梯度熱處理材料在航空航天、能源、動力等方面具有重大的實用意義，如航空發(fā)動機上的連接銷、渦輪盤等不同位置性能要求、環(huán)境溫度不同的部件就能通過使用梯度熱處理材料提高機器效率。本專利相比以前提出的一種棒狀材料梯度熱處理方法，可以實現棒狀材料的溫度實時測量、并進行熱處理反饋。

發(fā)明內容

針對上述背景，本發(fā)明的目的在于提供一種可大大縮短對不同溫度熱處理材料的研究時間、降低實驗成本、工藝簡單的，用于制備梯度熱處理材料的梯度熱處理裝置。

本發(fā)明的技術方案是：一種梯度熱處理與數據采集、反饋一體化樣機，該裝置包括感應加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)；

所述感應加熱系統(tǒng)用于材料加熱，主要由感應加熱線圈(2)，感應加熱電源(1)組成。可根據材料大小更換尺寸大小不同的感應線圈；

所述溫度控制系統(tǒng)由溫度控制器(9)與流量控制器(5)組成。

所述冷卻系統(tǒng)由儲水箱(8)和水泵(7)組成，設置在加熱感應線圈正下方；

所述數據采集系統(tǒng)由德國歐普士紅外攝像儀(4)與數據反饋電腦(6)組成。

本發(fā)明還將提供上述裝置的使用方法。具體包括以下步驟：

1、在感應線圈中夾裝材料試件(3)，通過電腦(6)連接溫度控制器(9)設置好試件(3)頂端需要加熱到的溫度T_u(預設溫度范圍為100～1300℃)，打開感應加熱電源(1)采用感應加熱法加熱試件(3)到預設頂端溫度T_u，保溫15～20min。