CN111121461A - 一种用于高温合金等温热压缩装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于高温合金等温热压缩装置，包括压杆以及用于对试样和压杆进行等温加热的高温炉，压杆包括分别位于试样正上方和正下方的上压杆和下压杆，试样在高温炉中通过上压杆和下压杆实现等温热压缩；所述高温炉包括炉膛和位于炉膛内的第二测温件，所述炉膛内设有用于对上压杆进行加热的上加热组、用于对试样进行加热的中间加热组以及用于对下压杆进行加热的下加热组，在所述上压杆上、下压杆上以及试样处均设置第二测温件，通过三个加热组与各自对应的第二测温件间的配合实现对上压杆、下压杆以及试样的等温加热，通过设置三区控温降低冷端效应。本发明还提供了一种使用所述等温热压缩装置进行实验的方法，该方法操作简单、易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及热压缩实验技术领域，具体涉及一种用于高温合金等温热压缩装置及方法。
背景技术
高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料。在研究不同应变下合金微观组织的演变情况时，采用高通量的方法一次压缩双圆锥台试样从而获得不同应变值，为保证实验结果的准确性，试样的温度均匀性尤为重要。
现有技术中热压缩实验一般在Gleeble热模拟试验机上进行，此方法试样加热方式为电阻生热，即以金属试样自身为电阻通电生热。但压杆温度与试样存在较大温差，冷端效应明显，且Gleeble热模拟试验机操作难度较大，需经专业操作培训。
中国专利CN 101773979B提出了一种适用于动态等温锻造模具的加热装置，使用上加热炉和下加热炉分别对上模和下模进行加热，来保证模具保持高温，以此实现等温锻造。采用上下加热炉的热量为试样加热，但由于上下加热炉并非一个整体，两者间存在距离，因此试样会存在一定的热损失；另外，上加热炉和下加热炉与试样之间存在一定的距离，试样与加热炉之间会存在温差导致无法准确控制试样的加热温度。
综上所述，急需一种用于高温合金等温热压缩装置及方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于高温合金等温热压缩装置，具体技术方案如下：
一种用于高温合金等温热压缩装置，包括用于对试样施加压力的压杆以及用于对试样和压杆进行等温加热的高温炉，所述压杆包括分别位于试样正上方和正下方的上压杆和下压杆，所述试样在高温炉中通过上压杆和下压杆实现等温热压缩；
所述高温炉包括炉膛和位于炉膛内的第二测温件，所述炉膛内设有用于对上压杆进行加热的上加热组、用于对试样进行加热的中间加热组以及用于对下压杆进行加热的下加热组，在所述上压杆上、下压杆上以及试样处均设置第二测温件，通过三个加热组与各自对应的第二测温件间的配合实现对上压杆、下压杆以及试样的等温加热。
以上技术方案中优选的，还包括第一测温件，所述上加热组、中间加热组以及下加热组均包括至少一件加热片，所述上加热组、中间加热组以及下加热组在各自加热片处均设置第一测温件，通过第一测温件分别对应检测上加热组、中间加热组以及下加热组中加热片的温度，通过对应的第二测温件和第一测温件配合分别得出上加热组的加热片和上压杆间、中间加热组的加热片和试样间以及下加热组的加热片和下压杆间的温差关系，通过对应的温差关系实现准确设定上压杆、试样以及下压杆的加热温度，实现对上压杆、试样以及下压杆进行等温加热。
以上技术方案中优选的，所述高温炉还包括隔热板和加热片保护板，所述隔热板设置于上加热组的加热片和中间加热组的加热片之间以及中间加热组的加热片和下加热组的加热片之间，通过隔热板将炉膛划分成三个加热区域；
所述上加热组的加热片与上压杆之间、中间加热组的加热片与试样之间以及下加热组的加热片与下压杆之间均设有加热片保护板。
以上技术方案中优选的，单个加热组中的多件加热片之间采用串联连接，上加热组、中间加热组以及下加热组之间采用并联连接，从而实现分别控制上压杆、下压杆以及试样的加热温度。
以上技术方案中优选的，所述高温炉还包括炉体，所述炉体包括左侧炉体和右侧炉体，所述炉膛为由左侧炉膛体和右侧炉膛体闭合形成的空间，所述左侧炉膛体设置于左侧炉体上形成左侧加热炉，所述右侧炉膛体设置于右侧炉体上形成右侧加热炉，所述左侧加热炉和右侧加热炉对接形成完整的高温炉；
所述上加热组、中间加热组以及下加热组均包括两件加热片，单个加热组中的两件加热片分别设置于左侧炉膛体和右侧炉膛体上；
所述左侧炉膛体和右侧炉膛体上均设有隔热板，左侧炉膛体和右侧炉膛体对接后通过隔热板将炉膛划分成三个加热区域；
所述左侧炉膛体和右侧炉膛体上均设有加热片保护板。
以上技术方案中优选的，所述左侧炉膛体和右侧炉膛体均包括炉膛本体、设置于炉膛本体顶端的炉膛上盖以及设置于炉膛本体底端的炉膛底板。
以上技术方案中优选的，还包括旋转装置和锁扣，所述左侧炉体和右侧炉体的底面均设置旋转装置，所述右侧炉体上设有锁扣的活动部分，所述左侧炉体上设有锁扣的固定部分，通过旋转装置和锁扣配合实现左侧加热炉和右侧加热炉对接。
以上技术方案中优选的，还包括液压机，所述上压杆和下压杆通过楔形夹块连接液压机，所述楔形夹块连接循环冷却水路实现对楔形夹块进行降温，所述高温炉通过支架设置于液压机上。
以上技术方案中优选的，还包括控制柜，所述第一测温件、第二测温件、上加热组、中间加热组以及下加热组均与控制柜连接；
所述试样与压杆接触的面上依次设有氮化硼、第一云母片以及第二云母片；所述试样为双圆锥台结构；
所述高温炉与上压杆间以及高温炉与下压杆间设置保温环，所述保温环包括对称设置的保温环单体，所述保温环单体包括半圆环基体和磁性件，所述磁性件设置于半圆环基体的底部，通过磁性件实现保温环单体吸附于高温炉上。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明的等温热压缩装置高温炉设置上加热组、中间加热组以及下加热组分别实现对上压杆、试样以及下压杆进行加热，同时在上压杆上、试样处以及下压杆上均设置第二测温件进行温度检测，可以得到上压杆、试样以及下压杆的温度，调节对应的加热组实现上压杆、试样以及下压杆等温，通过三区控温实现对试样进行等温热压缩，降低冷端效应，提升实验的准确性。
(2)本发明的等温热压缩装置在上加热组、中间加热组以及下加热组处均设置第一测温件，可以直接得到加热片的温度，配合第二测温件可以得到上加热组的加热片和上压杆间、中间加热组的加热片和试样间以及下加热组的加热片和下压杆间的温差关系，有效的解决对应组的加热片和上压杆、试样以及下压杆之间存在距离导致加热片的设置温度和试样的测试温度存在误差的情况，通过第一测温件和第二测温件的配合可以实现准确的设定上压杆、试样以及下压杆的温度，防止上压杆、试样以及下压杆之间存在温差导致冷端效应的情况。
(3)本发明的等温热压缩装置还包括隔热板，所述隔热板设置于上加热组的加热片和中间加热组的加热片之间以及中间加热组的加热片和下加热组的加热片之间，通过隔热板将炉膛划分成三个加热区域。设置隔热板可以防止加热片之间的辐射影响，实现对上压杆、试样以及下压杆进行准确控温，提高实验数据的精度。
(4)本发明的等温热压缩装置上加热组、中间加热组以及下加热组中的多件加热片之间采用串联连接，上加热组、中间加热组以及下加热组之间采用并联连接，从而实现分别控制上压杆、下压杆以及试样的加热温度，从而实现将上压杆、试样以及下压杆调整至等温，降低冷端效应。
(5)本发明的等温热压缩装置中所述左侧炉膛体和右侧炉膛体均包括炉膛本体、设置于炉膛本体顶端的炉膛上盖以及设置于炉膛本体底端的炉膛底板；炉膛本体、炉膛上盖以及炉膛底板搭建成左侧炉膛体(或右侧炉膛体)，存在一定的搭接空隙，可防止左侧炉膛体或右侧炉膛体因热胀冷缩开裂。
(6)本发明的等温热压缩装置包括旋转装置和锁扣，通过旋转装置实现左侧加热炉和右侧加热炉对接，通过锁扣实现锁紧防止热量散失。
(7)本发明的等温热压缩装置中楔形夹块连接循环冷却水路实现对楔形夹块进行降温，实现降低楔形夹块温度，保障实验设备安全。
(8)本发明的实验试样采用双圆锥台结构，经过热压缩后，其压缩截面中心至边缘会产生明显的应变梯度，即可通过一个试样获得多组应变数据，由此避免了由实验条件不同而造成的误差，可以更好的应用高通量实验法，压缩截面应变范围应较大，同时压缩行程载荷应较小。
(9)本发明在试样与压杆接触的面上依次设有氮化硼、第一云母片以及第二云母片；氮化硼起到脱模作用，可避免试样粘附在压杆端面上，利于取样；第一云母片可起到隔热作用，减小试样对压杆的导热作用，进一步降低冷端效应；第二云母片的作用为润滑，减小试样端面摩擦。
本发明还提供了一种上述用于高温合金等温热压缩装置的实验方法，具体包括如下步骤：
步骤1：在试样与压杆接触的面上依次设置氮化硼、第一云母片以及第二云母片，将试样设置于下压杆上，操作上压杆下移夹紧试样；
步骤2：通过旋转装置实现左侧加热炉和右侧加热炉对接闭合，通过锁扣锁紧左侧加热炉和右侧加热炉，在高温炉与上压杆间以及高温炉与下压杆间设置保温环，并开启冷却循环水路对液压机上的楔形夹块进行降温；
步骤3：根据上加热组的加热片和上压杆间、中间加热组的加热片和试样间以及下加热组的加热片和下压杆间的温差关系分别设置上加热组、中间加热组以及下加热组的温度，从而使上压杆、试样以及下压杆达到设定加热温度，使上压杆、试样以及下压杆等温，并保温8-15分钟；
步骤3：控制上压杆按照测试速度进行下压，直至达到测试下压量为止；
步骤4：控制上压杆卸压，控制下压杆往下运动移出高温炉，将试样放入水里进行淬火，实验结束。
本发明等温热压缩装置的实验方法操作简单易于施行，在高温炉与上压杆间以及高温炉与下压杆间设置保温环可以有效的防止热量散失，保证实验的准确性，同时节约能源。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明等温热压缩装置的整体结构示意图；
图2是图1中高温炉的结构示意图；
图3是图2中右侧炉膛体结构示意图；
图4是图2中高温炉进行实验前的打开示意图；
图5是图2中高温炉进行实验时的闭合示意图；
图6是图5保温环的结构示意图；
图7是本发明试样进行热压缩实验时的原理示意图；
图8是本发明试样的结构示意图；
图9是本发明循环冷却水路的结构示意图；
其中，1、试样，2、液压机，3、楔形夹块，4、压杆，5、高温炉，5.1、加热片，5.2、隔热板，5.3、炉膛，5.31、炉膛上盖，5.32、炉膛本体，5.33、炉膛底板，5.4、锁扣，5.5、第一测温件，5.6、炉体，5.7、旋转装置，5.8、加热片保护板，6、支架，7、循环冷却水路，7.1、循环冷却水管，7.2、冷却水管固定装置，7.3、测温仪，7.4、流量控制器，8、控制柜，9、第二测温件，10、保温环，10.1、半圆环基体，10.2、磁铁。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1-9，一种用于高温合金等温热压缩装置，包括用于对试样施加压力的压杆4和用于对试样1和压杆4进行等温加热的高温炉5，所述压杆4包括分别位于试样正上方和正下方的上压杆和下压杆，所述试样1在高温炉中通过上压杆和下压杆实现等温热压缩；本实施例中压杆由碳化硅热压烧结而成，可耐温度约1600℃。
参加图2和图4，所述高温炉5包括炉膛5.3和位于炉膛5.3内的第二测温件9，所述炉膛5.3内设有用于对上压杆进行加热的上加热组、用于对试样1进行加热的中间加热组以及用于对下压杆进行加热的下加热组，所述上压杆上、下压杆上以及试样处均设置第二测温件9，通过上加热组和上压杆上的第二测温件9的配合、中间加热组和试样处的第二测温件9配合以及下加热组和下压杆上的第二测温件9的配合实现对上压杆、下压杆以及试样1进行等温加热(分别控制上压杆、试样以及下压杆的温度，即三区控温)，从而实现对试样1进行等温热压缩实验，参见图7。
参见图4，用于检测上压杆温度的第二测温件9直接设置于上压杆上实现检测上压杆温度；
用于检测试样1温度的第二测温件9通过上压杆设置于试样处，即试样的附近，由于第二测温件与试样的距离很近，因此第二测温件所测得的温度可以看作试样的温度；
用于检测下压杆温度的第二测温件直接设置于下压杆上实现检测下压杆的温度。
参见图2，所述高温炉还包括第一测温件5.5，所述上加热组、中间加热组以及下加热组均包括至少一件加热片5.1，所述上加热组、中间加热组以及下加热组在各自加热片5.1处均设置第一测温件5.5，通过第一测温件5.5分别对应检测上加热组、中间加热组以及下加热组中加热片5.1的温度，通过对应的第二测温件9和第一测温件5.5配合分别得出上加热组的加热片5.1和上压杆间、中间加热组的加热片5.1和试样间以及下加热组的加热片5.1和下压杆间的温差关系，通过对应的温差关系实现准确设定上压杆、试样以及下压杆的加热温度，从而实现对上压杆、试样以及下压杆进行等温加热。
所述温差关系等于对应第二测温件9测得温度值减去第一测温件5.5测得温度值，因此通过对应的温差关系和试样需要的测试温度(即加热温度)可以直接得出上加热组、中间加热组以及下加热组的设定值，即输入值。
由于在实际的测试过程中各组中的第一测温件和第二测温件之间的距离不会发生变化，因此对应的温差关系也是一定的，在实际的实验过程中可以将对应的温差关系制成表格或者是图形，根据试样需要的测试温度和表格(或图形)直接得出输入值，方便提高实验的效率。
所述高温炉还包括隔热板5.2和加热片保护板5.8，所述隔热板5.2设置于上加热组的加热片5.1和中间加热组的加热片5.1之间以及中间加热组的加热片5.1和下加热组的加热片5.1之间，通过隔热板5.2将炉膛5.3划分成三个加热区域。
参阅图3，所述上加热组的加热片5.1与上压杆之间、中间加热组的加热片5.1与试样1之间以及下加热组的加热片5.1与下压杆之间均设有加热片保护板5.8，所述加热片产生的热量透过加热片保护板传递到上压杆、试样及下压杆上，通过加热片保护板起到保护加热片的作用。
优选的，所述加热片保护板为石英玻璃。在实际试验过程中，由于第二测温件需要使用高温绳进行捆绑，由于高温绳纤维容易散落，当其与加热片接触时，易造成加热片损坏，设置加热片保护板可以将高温绳与加热片进行隔离，起到保护加热片的作用。优选的，本实施例中加热片的最高升温可达1400℃，且升温性能稳定。
本实施例中单个加热组中的多件加热片5.1之间采用串联连接，上加热组、中间加热组以及下加热组之间采用并联连接，从而实现分别控制上压杆、下压杆以及试样的加热温度；即实现分别控制上加热组、中间加热组以及下加热组的温度，即输入温度。
参加图2(图2已隐藏了加热片保护板)，所述高温炉5还包括炉体5.6，所述炉体5.6包括左侧炉体和右侧炉体，所述炉膛5.3为由左侧炉膛体和右侧炉膛体闭合形成的空间，炉膛由氧化铝纤维板制成，可耐温度约1800℃。所述左侧炉膛体设置于左侧炉体上形成左侧加热炉，所述右侧炉膛体设置于右侧炉体上形成右侧加热炉，所述左侧加热炉和右侧加热炉对接形成完整的高温炉5；
优选的，所述炉膛内壁为弧形，即左侧炉膛体和右侧炉膛体内壁为弧形，可以保障炉膛内壁热反射效率，提高炉温均匀性，详见图2-图4。
参加图2，所述上加热组、中间加热组以及下加热组均包括两件加热片5.1，单个加热组中的两件加热片5.1分别设置于左侧炉膛体和右侧炉膛体上；所述上加热组中的两件加热片5.1、中间加热组中的两件加热片5.1以及下加热组中的两件加热片5.1均沿着试样1压缩的方向对称设置。可以实现均匀加热，保证实验数据的准确性。
所述左侧炉膛体和右侧炉膛体上均设有隔热板5.2，左侧炉膛体和右侧炉膛体对接后通过隔热板5.2将炉膛5.3划分成三个加热区域；所述隔热板5.2为氧化铝隔热板。
所述左侧炉膛体和右侧炉膛体上均设有加热片保护板5.8。
参加图2，本实施例中所述第一测温件5.5设置于右侧炉膛体上。优选的，所述第一测温件和第二测温件均为热电偶，需要说明的是第一测温件5.5是贯穿右侧炉体和右侧炉膛体设置，测试的是右侧炉膛体内各组中加热片的温度。
参加图3，所述左侧炉膛体和右侧炉膛体均包括炉膛本体5.32、设置于炉膛本体5.32顶端的炉膛上盖5.31以及设置于炉膛本体5.32底端的炉膛底板5.33。所述炉膛本体5.32、炉膛上盖5.31以及炉膛底板5.33的材质均为氧化铝保温板。
参加图2，所述高温炉还包括旋转装置5.7和锁扣5.4，所述左侧炉体和右侧炉体的底面均设置旋转装置5.7，所述右侧炉体上设有锁扣5.4的活动部分，所述左侧炉体上设有锁扣5.4的固定部分，通过旋转装置5.7和锁扣5.4配合实现左侧加热炉和右侧加热炉对接。
所述旋转装置具体是包括底座和铰链，所述左侧炉体和右侧炉体对应设置底座，左侧炉体和底座之间以及右侧炉体和底座之间均通过铰链连接，从而实现左侧炉体和右侧炉体相对于底座旋转。
参加图1，所述等温热压缩装置还包括液压机2，所述上压杆和下压杆通过楔形夹块3连接液压机2，所述楔形夹块3连接循环冷却水路7实现对楔形夹块3进行降温，所述高温炉5通过支架6设置于液压机2上，高温炉具体是通过旋转装置设置在支架6上。
所述楔形夹块3内部设有水道，连接循环冷却水路7实现降温散热，保护液压机正常工作。
参见图9，循环冷却水路7包括循环冷却水管7.1、冷却水管固定装置7.2、测温仪7.3和流量控制器7.4，循环冷却水管7.1与所述楔形夹块3内部水道的进水口和出水口连接形成循环冷却水路，所述冷却水管固定装置7.2连接循环冷却水管和液压机实现固定循环冷却水管，所述测温仪与流量控制器连接，所述测温仪用于测量楔形夹块的温度，所述流量控制器用于控制循环冷却水管内的冷却液流量，根据测温仪测得的温度实现调节冷却液流量。
所述等温热压缩装置还包括控制柜8，所述第一测温件5.5、第二测温件9、上加热组、中间加热组以及下加热组均与控制柜8连接；
高温炉炉体结构简单，尺寸较小，约为370×220×110mm。其最高可升温至1400℃，长期使用温度为1300℃以下，最佳升温速率范围为10～15℃/min。通过控制柜支持30段程序控制功能，能满足多温段使用要求。
所述试样1与压杆接触的面上依次设有氮化硼、第一云母片以及第二云母片；氮化硼起到脱模作用，可避免试样粘附在压杆端面上，利于取样；第一云母片可起到隔热作用，减小试样对压杆的导热作用，进一步降低冷端效应；第二云母片的作用为润滑，减小试样端面摩擦。行业内也有将第二云母片更换为石墨片实现润滑的，但是经过实验测试得出石墨片在高温下润滑效果较差。
参见图8，所述试样1为双圆锥台结构，双圆锥台结构可应用高通量的方法，从压缩截面中心到边缘获得应变分布梯度，可消除现有技术中圆柱试样进行热压缩实验的误差。图7中示意了试样的尺寸，其中尺寸a×b×c×d＝6*4*18*16mm，该尺寸的试样能够更好地应用高通量实验法，压缩截面应变范围应较大，同时压缩行程载荷应较小。
所述高温炉与上压杆间以及高温炉与下压杆间设置保温环10，所述保温环10包括对称设置的保温环单体，所述保温环单体包括半圆环基体10.1和磁性件，所述磁性件设置于半圆环基体10.1的底部，通过磁性件实现保温环单体吸附于高温炉上。所述半圆环基体为柔性氧化铝保温材料，可更好的与压杆紧密贴合。所述磁性件优选为磁铁10.2。
应用本实施例的技术方案，具体是：
使用本发明的等温热压缩装置进行实验的方法具体包括如下步骤：
步骤1：在试样1与压杆接触的面上依次设置氮化硼、第一云母片以及第二云母片，将试样设置于下压杆上，操作上压杆下移夹紧试样；
步骤2：通过旋转装置实现左侧加热炉和右侧加热炉对接闭合，通过锁扣锁紧左侧加热炉和右侧加热炉，在高温炉与上压杆间以及高温炉与下压杆间设置保温环10，参见图5，并开启冷却循环水路对液压机上的楔形夹块进行降温；
步骤3：根据上加热组的加热片5.1和上压杆间、中间加热组的加热片5.1和试样间以及下加热组的加热片5.1和下压杆间的温差关系分别设置上加热组、中间加热组以及下加热组的温度，从而使上压杆、试样以及下压杆达到设定加热温度，使上压杆、试样以及下压杆等温，并保温8-15分钟，本实施例中优选10分钟；
步骤3：控制上压杆按照测试速度进行下压，直至达到测试下压量为止(测试速度和测试下压量都是根据实验的需求来确定的)；
步骤4：控制上压杆卸压，控制下压杆往下运动移出高温炉，将试样放入水里进行淬火，高通量热压缩实验结束。
应用本发明的技术方案，效果是：
本发明的等温热压缩装置设置上加热组、中间加热组以及下加热组分别实现对上压杆、试样以及下压杆进行加热，同时在上压杆上、试样处以及下压杆上均设置第二测温件进行温度检测，可以得到上压杆、试样以及下压杆的温度，调节对应的加热组实现上压杆、试样以及下压杆等温，从而实现对试样进行等温热压缩，通过设置三区控温降低冷端效应，提升实验的准确性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，包括用于对试样施加压力的压杆(4)以及用于对试样(1)和压杆(4)进行等温加热的高温炉(5)，所述压杆(4)包括分别位于试样正上方和正下方的上压杆和下压杆，所述试样(1)在高温炉中通过上压杆和下压杆实现等温热压缩；
所述高温炉(5)包括炉膛(5.3)和位于炉膛(5.3)内的第二测温件(9)，所述炉膛(5.3)内设有用于对上压杆进行加热的上加热组、用于对试样(1)进行加热的中间加热组以及用于对下压杆进行加热的下加热组，在所述上压杆上、下压杆上以及试样处均设置第二测温件(9)，通过三个加热组与各自对应的第二测温件间的配合实现对上压杆、下压杆以及试样(1)的等温加热。
2.根据权利要求1所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，还包括第一测温件(5.5)，所述上加热组、中间加热组以及下加热组均包括至少一件加热片(5.1)，所述上加热组、中间加热组以及下加热组在各自加热片(5.1)处均设置第一测温件(5.5)，通过第一测温件(5.5)分别对应检测上加热组、中间加热组以及下加热组中加热片(5.1)的温度，通过对应的第二测温件(9)和第一测温件(5.5)配合分别得出上加热组的加热片(5.1)和上压杆间、中间加热组的加热片(5.1)和试样(1)间以及下加热组的加热片(5.1)和下压杆间的温差关系，通过对应的温差关系实现准确设定上压杆、试样(1)以及下压杆的加热温度，实现对上压杆、试样以及下压杆进行等温加热。
3.根据权利要求2所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，所述高温炉(5)还包括隔热板(5.2)和加热片保护板(5.8)，所述隔热板(5.2)设置于上加热组的加热片(5.1)和中间加热组的加热片(5.1)之间以及中间加热组的加热片(5.1)和下加热组的加热片(5.1)之间，通过隔热板(5.2)将炉膛(5.3)划分成三个加热区域；
所述上加热组的加热片(5.1)与上压杆之间、中间加热组的加热片(5.1)与试样(1)之间以及下加热组的加热片(5.1)与下压杆之间均设有加热片保护板(5.8)。
4.根据权利要求3所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，单个加热组中的多件加热片(5.1)之间采用串联连接，上加热组、中间加热组以及下加热组之间采用并联连接，从而实现分别控制上压杆、下压杆以及试样的加热温度。
5.根据权利要求4所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，所述高温炉(5)还包括炉体(5.6)，所述炉体(5.6)包括左侧炉体和右侧炉体，所述炉膛(5.3)为由左侧炉膛体和右侧炉膛体闭合形成的空间，所述左侧炉膛体设置于左侧炉体上形成左侧加热炉，所述右侧炉膛体设置于右侧炉体上形成右侧加热炉，所述左侧加热炉和右侧加热炉对接形成完整的高温炉(5)；
所述上加热组、中间加热组以及下加热组均包括两件加热片(5.1)，单个加热组中的两件加热片(5.1)分别设置于左侧炉膛体和右侧炉膛体上；
所述左侧炉膛体和右侧炉膛体上均设有隔热板(5.2)，左侧炉膛体和右侧炉膛体对接后通过隔热板(5.2)将炉膛(5.3)划分成三个加热区域；
所述左侧炉膛体和右侧炉膛体上均设有加热片保护板(5.8)。
6.根据权利要求5所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，所述左侧炉膛体和右侧炉膛体均包括炉膛本体(5.32)、设置于炉膛本体(5.32)顶端的炉膛上盖(5.31)以及设置于炉膛本体(5.32)底端的炉膛底板(5.33)。
7.根据权利要求6所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，还包括旋转装置(5.7)和锁扣(5.4)，所述左侧炉体和右侧炉体的底面均设置旋转装置(5.7)，所述右侧炉体上设有锁扣(5.4)的活动部分，所述左侧炉体上设有锁扣(5.4)的固定部分，通过旋转装置(5.7)和锁扣(5.4)配合实现左侧加热炉和右侧加热炉对接。
8.根据权利要求7所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，还包括液压机(2)，所述上压杆和下压杆通过楔形夹块(3)连接液压机(2)，所述楔形夹块(3)连接循环冷却水路(7)实现对楔形夹块(3)进行降温，所述高温炉(5)通过支架(6)设置于液压机(2)上。
9.根据权利要求2-8中任意一项所述的用于高温合金等温热压缩装置，其特征在于，还包括控制柜(8)，所述第一测温件(5.5)、第二测温件(9)、上加热组、中间加热组以及下加热组均与控制柜(8)连接；
所述试样(1)与压杆接触的面上依次设有氮化硼、第一云母片以及第二云母片；所述试样为双圆锥台结构；
所述高温炉与上压杆间以及高温炉与下压杆间设置保温环(10)，所述保温环(10)包括对称设置的保温环单体，所述保温环单体包括半圆环基体(10.1)和磁性件，所述磁性件设置于半圆环基体(10.1)的底部，通过磁性件实现保温环单体吸附于高温炉上。
10.一种使用如权利要求2-9中任意一项所述用于高温合金等温热压缩装置的实验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：在试样(1)与压杆接触的面上依次设置氮化硼、第一云母片以及第二云母片，将试样设置于下压杆上，操作上压杆下移夹紧试样；
步骤2：通过旋转装置实现左侧加热炉和右侧加热炉对接闭合，通过锁扣锁紧左侧加热炉和右侧加热炉，在高温炉与上压杆间以及高温炉与下压杆间设置保温环(10)，并开启冷却循环水路对液压机上的楔形夹块进行降温；
步骤3：根据上加热组的加热片(5.1)和上压杆间、中间加热组的加热片(5.1)和试样间以及下加热组的加热片(5.1)和下压杆间的温差关系分别设置上加热组、中间加热组以及下加热组的温度，从而使上压杆、试样以及下压杆达到设定加热温度，使上压杆、试样以及下压杆等温，并保温8-15分钟；
步骤3：控制上压杆按照测试速度进行下压，直至达到测试下压量为止；
步骤4：控制上压杆卸压，控制下压杆往下运动移出高温炉，将试样放入水里进行淬火，实验结束。
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| CN202010054500.9A CN111121461A (zh) | 2020-01-17 | 2020-01-17 | 一种用于高温合金等温热压缩装置及方法 |
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| KR20030091462A (ko) * | 2002-05-28 | 2003-12-03 | 한국건설기술연구원 | 콘크리트 고온특성 실험용 이동식 가열로 |
| CN101773979A (zh) * | 2010-02-09 | 2010-07-14 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种适用于动态等温锻造模具的加热装置 |
| CN109738179A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-10 | 南昌航空大学 | 一种高频疲劳试验机的疲劳试验夹具 |
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2020
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