[实用新型]一种应力-电场-温度多外场综合时效热处理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种时效热处理设备，特别是涉及一种应力-电场-温度多外场综合时效热处理设备。

技术背景

对于时效硬化型合金，时效过程中析出的强化相的种类、数量、形貌、大小、分布和取向等微观组织特征是合金力学性能和疲劳性能的重要影响因素。因此，对微观组织结构的精细调控的研究成为材料科学与工程领域的热点之一。近年来，有学者开发出了一些新型的时效处理方法如应力时效(在时效过程中引入一小于屈服极限的应力)、电场时效等(在时效过程中施加一定强度的静电场)。研究结果表明，施加这种特殊的外场后，会使析出过程产生显著的变化，这为精细调控析出相的种类、数量、形貌、大小和取向提供了有效的途径。

应力时效还与“时效成形”紧密相关。时效成形是将人工时效和加工成形相结合，利用铝合金在弹性应力作用下于一定的温度下时效时发生缓慢蠕变变形，从而得到了具有复杂的弧面板形构件。时效成型与传统的冷滚弯以及铆接组装技术相比，明显简化了加工流程，可以节省模具，降低加工费用。

目前可以用于应力时效的装置主要有蠕变试验机，但是现有的蠕变试验机不足之处为：1)只能提供单一方向的应力-拉应力或压应力，无法在同一设备中实现两种应力；2)其主要应用于材料性能的测试领域，很少用于长时间的材料热处理实验中；3)设备比较昂贵且占地面积大，搬运和安放不方便。电场时效大都采取的装置构造为：利用不锈钢包套将样品包裹起来，而且在样品和包套之间填充一些绝缘材料，如云母片或陶瓷片。国内外尚未有文献报道将应力-电场-温度三种外场相结合起来的研究文献，相关的专用热处理设备也未见报道。因此，如果设计一套装置，能克服上述装备的缺点，又能将应力-温度-电场等同时应用于合金时效过程中，不仅具有一定的技术进步，还具有较大的生产实用价值。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能将应力、电场和温度场三种外场相结合，可以对应力的性质和大小、温度的高低、电场的性质大小等多种控制因素灵活可调与组合的应力-电场-温度多外场综合时效热处理设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的应力-电场-温度多外场综合时效热处理设备，底座上设有机架型钢，在所述的机架型钢上设有机架中横梁和机架上横梁，左立柱和右立柱连接于所述的底座和所述的机架中横梁之间，在所述的左立柱和右立柱上滑动套装有下滑动板、中滑动板和上滑动板，在所述的下滑动板上安装有作用于所述的中滑动板的加载动力装置，所述的下滑动板与所述的上滑动板之间连接有拉伸弹簧，所述的中滑动板与所述的上滑动板之间设有压缩弹簧，在所述的底座上设有对所述的下滑动板或中滑动板进行限位的滑动板限位器，轴向约束套绝缘安装在所述的机架中横梁上，下样品夹具滑动安装在所述的轴向约束套内且一端绝缘安装在所述的上滑动板上，上样品夹具通过测力传感器与承力杆连接，所述的承力杆绝缘安装在所述的机架上横梁上，在所述的机架中横梁上设有作用于安装在所述的下样品夹具和上样品夹具上的样品的电阻炉，两块不锈钢电极板通过螺栓连接构成一环形分布的电场作用于安装在所述的下样品夹具和上样品夹具上的样品上，在所述的机架中横梁上设有与所述的电阻炉电连接的温度控制器、与所述的测力传感器电连接的测力传感器显示屏、与所述的不锈钢电极板电连接的高压直流电源。

所述的加载动力装置为螺旋千斤顶。

所述的下滑动板、中滑动板和上滑动板均设有导向铜套与所述的左立柱和右立柱滑动连接。

与样品相连接的部分与整个设备的机架和所述的电阻炉之间利用云母法兰进行绝缘连接。

所述的电阻炉为三面发热的低温电阻炉。

采用上述技术方案的应力-电场-温度多外场综合时效热处理设备，包括机架、加载部分、测力部分、加热部分、电场部分和绝缘部分。机架由底座、机架型钢、机架中横梁和机架上横梁构成，用于安装和固定加载部分、测力部分、加热部分和电场部分。本实用新型的关键技术就是要在一套设备中能同时实现拉应力、压应力、强静电场、温度场。在本实用新型中，应力场通过螺旋千斤顶的相对运动来产生直线运动，从而对试验样品施加轴向拉应力或压应力。电场由高压直流电源来提供，样品和电场的电极之间要进行绝缘处理。温度则由三面发热的低温电阻炉提供。

本实用新型的工作原理：