[发明专利]一种管材热处理实验装置

说明书

技术领域：

本发明属于物理模拟实验设备，具体涉及一种管材热处理实验装置。

背景技术：

目前，热力学模拟实验设备已经得到了广泛应用，但热力学模拟实验设备所使用的试样尺寸较小，对于管材试样，其自身中空封闭且有圆周截面，小尺寸试样不仅会导致管材在进行喷水冷却时无法获得很好的冷却效果以及无法真实反映出钢管在实际生产现场的冷却形式，而且采用小尺寸试样进行热处理后，研究人员也往往无法开展拉伸、冲击等这种较大尺寸试样性能的检测试验。

同时，管材热处理工艺温度参数的控制主要包括试样的加热、保温、冷却三个阶段，要想根据实际生产机组的设备形式和生产过程的运行方式设计模拟试验设备，这将会导致设备的结构非常复杂、操作繁琐、占地空间大。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种管材热处理实验装置，该实验装置不仅可以对较大实物尺寸的管材或板材进行热处理，方便开展拉伸、冲击等试样性能的检测试验，而且该实验装置结构简单、占地面积小。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种管材热处理实验装置，包括炉体、水箱、储气罐、主冷却管道、外喷冷却装置、内喷冷却管道、夹具装置和加热系统，所述炉体的前后两侧各设置有炉门，所述炉门的上下位置各设置两个锁紧设施；所述炉体的左侧接入主冷却管道，所述主冷却管道一端分别与水箱和储气罐连接，另一端与外喷冷却装置连接；所述炉体的右侧接入内喷冷却管道，所述内喷冷却管道与水箱连接；所述炉体的上部安装有换气管道、真空差压阀和充气保护阀，下部安装有排水管道；所述夹具装置包括夹具座和可拆卸安装在夹具座上的试样夹具，夹具座固定在炉体内，试验夹具通过导电铜排与加热系统连接。

上述加热系统包括加热变压器、热电偶、温度传感器和温度控制器，所述加热变压器一端通过导电铜排与试验夹具连接，另一端通过晶闸管与温度控制器连接，所述热电偶通过温度传感器与温度控制器连接。

上述试样夹具包括左夹具和右夹具，左夹具和右夹具通过螺栓连接，所述试样夹具的内表面可根据热处理实验的试样形状而定。

上述左夹具和右夹具的内部设置有循环水路，所述循环水路通过循环冷却管道与水箱连接。

上述炉体设置有观察窗，所述观察窗采用高防爆玻璃。

本发明有益效果是：

1、本发明的管材热处理实验装置实现了管材试样在一个炉体中加热、保温、冷却等工艺过程，且该装置结构简单、占地小，具有良好的密封性能，保证了热处理工艺的环境和操作人员的安全。

2、本发明的夹具装置可拆卸安装在炉体内部，可根据管材的尺寸选择合适的夹具装置进行试验。

3、本发明炉体的上部安装有换气系统、真空差压阀和充气保护阀，通过主冷却管道与储气罐连接，可对大尺寸试样在保护气氛的条件下进行连续加热和连续冷却。

附图说明：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明管材热处理实验装置的结构示意图.

图2为本发明炉体结构的主视图。

图3为图1中本发明炉体结构的剖视图。

图4为本发明加热系统的结构示意图。

图5为本发明管材试样夹具的结构示意图。

图6为本发明板材试样夹具的结构示意图。

附图标记说明：1炉体、2水箱、3储气罐、4外喷冷却装置、6内喷冷却管道、7夹具座、8试验夹具、9导电铜排、10试样、11炉门、12锁紧设施、13主冷却管道、14排水管道、15换气管道、16观察窗、17废水池、18循环冷却管道、19热变压器、20热电偶、81循环水路、82左夹具、83右夹具、84螺栓。

具体实施方式：

本发明以对规格为Φ73.02×10×550mm的钢管进行热处理，热处理工艺为：管材试样先以10℃/s的加热速率加热到1200℃，保温3min后随炉冷却到900℃，继续保温3min，然后喷水快速冷却到室温。