[發明專利]一種高溫合金高通量熱處理實驗裝置

在審

• 申請號: 202010529883.0
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111500826A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 梁校;鄧盛彪;李賢君;侯俊卿;范志陽;陳潤哲
• 申請（專利權）人: 北京機電研究所有限公司
• 主分類號: C21D1/00
• 分類號: C21D1/00;C21D1/34;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營

本申請公開了一種高溫合金高通量熱處理實驗裝置，包括外殼和安裝在所述外殼中心位置的紅外加熱棒，所述外殼內可轉動的安裝有繞所述紅外加熱棒圓周均勻分布的多個下旋轉盤，每個下旋轉盤的旋轉中心位置安裝有石英管；所述下旋轉盤上安裝有耐火纖維塊，所述耐火纖維塊的橢圓面處鑲嵌有橢圓金面反射罩，所述石英管位于所述橢圓金面反射罩的焦點處，并接受所述紅外加熱棒的直射與所述橢圓金面反射罩反射的紅外線，對石英管內的樣品進行加熱；每個石英管均單獨連接有對石英管內的樣品進行降溫的冷卻系統。本申請設有多個熱處理工位，可以根據需求調節各工位熱處理的工藝參數，實現高通量樣品制備，為快速實現正交實驗、梯度實驗提供了可能。

技術領域

本申請涉及高溫合金加熱爐的技術領域，尤其涉及一種高溫合金高通量熱處理實驗裝置。

背景技術

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料；并具有較高的高溫強度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩定性和使用可靠性。

高溫合金熱處理溫度較高，時間較長，熱處理工藝復雜，且為了保證表面質量，一般高溫合金熱處理實驗需在管式爐真空環境下進行，這些因素限制了高溫合金熱處理新工藝的開發，導致熱處理工藝開發工藝較長。

現有高溫合金實驗管式爐為單石英管設計，如需多個樣品同時試驗需堆疊或并排放入一個石英管中，由于管式爐均溫區有限，以及試樣的擺放狀態，導致無法同時處理多個樣品，并且由于均勻性問題各個樣品熱處理時也有一定的溫度差異。

同時由于高溫合金熱處理工藝復雜，對高溫合金熱處理工藝優化需研究加熱速率、降溫速率、固溶溫度與時間、時效溫度與時間、真空度等對高溫合金服役性能的影響，加之高溫合金熱處理時間較長，采用管式爐僅能處理相同工藝試樣，無法進行不同工藝的高通量實驗，這也延長了高溫合金熱處理開發周期。

現有技術中，專用于高溫合金的熱處理實驗設備鮮見報道，加熱設備的工位也十分有限，不能真正滿足高溫合金熱處理樣品的需求。

發明內容

基于以上現有技術中的不足，本申請所要解決的技術問題是提供一種高溫合金高通量熱處理實驗裝置，設有多個熱處理工位，可以根據需求調節各工位熱處理的工藝參數，實現高通量樣品制備，為快速實現正交實驗、梯度實驗提供了可能。

本申請提供了一種高溫合金高通量熱處理實驗裝置，包括外殼和安裝在所述外殼中心位置的紅外加熱棒，所述外殼內可轉動的安裝有繞所述紅外加熱棒圓周均勻分布的多個下旋轉盤，每個下旋轉盤的旋轉中心位置安裝有石英管；所述下旋轉盤上安裝有耐火纖維塊，所述耐火纖維塊的橢圓面處鑲嵌有橢圓金面反射罩，所述石英管位于所述橢圓金面反射罩的焦點處，并接受所述紅外加熱棒的直射與所述橢圓金面反射罩反射的紅外線，對石英管內的樣品進行加熱；每個石英管均單獨連接有對石英管內的樣品進行降溫的冷卻系統。

進一步的，所述冷卻系統包括與所述石英管的下端面相連的進氣口、與所述石英管的上端面相連的排氣口；所述進氣口和排氣口上分別安裝有進氣電磁閥和排氣電磁閥，用于對進入、排出石英管的冷卻氣體的流量進行控制。

進一步的，所述外殼的上方設有通過升降柱進行上下移動的封蓋，所述封蓋上設有與所述下旋轉盤一一對應并與下旋轉盤同步轉動的上旋轉盤，每個上旋轉盤的旋轉中心位置設有用于固定并密封石英管的上端面的上支承密封圈；所述排氣口安裝在上旋轉盤上對應石英管上端面的位置。

更進一步的，所述每個下旋轉盤上設有用于固定并密封石英管的下端面的下支承密封圈；所述進氣口安裝在下旋轉盤上對應石英管下端面的位置。

可選的，所述外殼上開有與所述耐火纖維塊一一對應的觀察窗，所述觀察窗由觀察擋板進行打開和關閉；在降溫階段，下旋轉盤旋轉使所述橢圓金面反射罩正對觀察窗的方向，阻絕石英管內的樣品受到的熱輻射。