[实用新型]热模拟试样冷却淬火用卡具

说明书

技术领域：

本实用新型属于材料热加工物理模拟技术领域，具体是一种用于热模拟试样冷却淬火的卡具，可用于包括高温拉伸、压缩、扭转等多种热变形模拟的冷却过程。

背景技术：

对材料和热加工工艺来说，物理模拟通常指利用小试件，借助于某试验装置再现材料在制备或热加工过程中的受热，或同时受热与受力的物理过程，充分而精确地暴露与揭示材料或构件在热加工过程中的组织与性能变化规律，评定或预测材料在制备或热加工时出现的问题，为制定合理的加工工艺以及研制新材料提供理论指导和技术依据。目前，材料现代物理模拟技术作为一种融材料科学、传热学、力学、机械学、工程检测技术、电子模拟技术以及计算机领域的知识和技能为一体的独特的、跨学科的专业技术，利用少量的试验即可代替过去一切都需要通过大量重复性的实验方法，节省大量人力、物力并用于研究目前尚无法采用直接实验进行研究的复杂问题。

目前，国内外在材料热模拟研究中主要是采用美国DSI公司出品的Gleeble系列热/力模拟试验装置和日本富士电波工机株式会社研制的Thermecmastor-Z型高温模拟力学试验机，其他一些在用的试验机也都是参考以上两类试验装置原理开发的。Gleeble热/力模拟试验装置在拉伸类实验中可配备冷却淬火卡具，采用气冷或水冷方式实现试样的控制冷却。图1(a)-图1(b)为U型冷却淬火卡具的结构示意图，U型冷却淬火卡具包括：运动夹头1-1、U型结构冷却淬火卡具1-2、拉伸试样1-3、固定夹头1-4、连接管路1-5、冷却介质容器I 1-6，U型结构冷却淬火卡具1-2位于拉伸试样1-3的中部，运动夹头1-1和固定夹头1-4分别位于拉伸试样1-3的两端，U型结构冷却淬火卡具1-2通过连接管路1-5与冷却介质容器I 1-6相通。该卡具为U型结构，在U型双臂上对称分布有若干冷却介质通孔，且各位置通孔的轴线以不同角度分布，共同指向U型结构的中心部位，即试样加热的中心部位。该卡具在使用的过程中遇到一些问题：无法对压缩类实验尤其是变形量较大的压缩试样以及扭转试样实施冷却淬火；试样的周向冷却作用不均匀，存在冷却“死区”，不能实现气-水混合的均匀喷雾冷却。

实用新型内容：

针对目前热模拟试样冷却淬火过程中存在的以上问题，本实用新型提供一种热模拟试样冷却淬火用卡具，适用于高温拉伸、压缩、扭转等多种热变形模拟试样的冷却过程，试样周向冷却均匀无“死区”，可实现气-水混合均匀喷雾冷却的卡具结构。

本实用新型的技术方案是：

一种热模拟试样冷却淬火用卡具，该卡具设有环状卡具本体，试样横向穿设于环状卡具本体中，环状卡具本体上设有冷却介质混合室和单向控制阀，单向控制阀分别与冷却介质混合室和冷却介质容器连接；环状卡具本体上分布有与穿设于环状卡具本体中的试样相对应的通孔，该通孔与冷却介质混合室相通。

所述的热模拟试样冷却淬火用卡具，环状卡具本体为三角形结构冷却淬火卡具或圆环形结构冷却淬火卡具。

所述的热模拟试样冷却淬火用卡具，三角形结构冷却淬火卡具设有三角形卡具本体、连接管路、冷却介质容器I，三角形卡具本体通过连接管路与冷却介质容器I连接。

所述的热模拟试样冷却淬火用卡具，三角形卡具本体上设有冷却介质混合室、单向控制阀I、单向控制阀II，单向控制阀I和单向控制阀II与冷却介质混合室连接，并通过连接管路分别与冷却介质容器I和冷却介质容器II连接，三角形卡具本体上分布有与伸入三角形卡具本体中的试样相对应的通孔。

所述的热模拟试样冷却淬火用卡具，圆环形结构冷却淬火卡具设有圆环形卡具本体、连接管路、冷却介质容器I和冷却介质容器II，圆环形卡具本体分别通过连接管路与冷却介质容器I和冷却介质容器II连接。

所述的热模拟试样冷却淬火用卡具，圆环形卡具本体上设有冷却介质混合室、单向控制阀I、单向控制阀II，单向控制阀I和单向控制阀II与冷却介质混合室连接，并通过连接管路分别与冷却介质容器I和冷却介质容器II连接，圆环形卡具本体上分布有与伸入圆环形卡具本体中的试样相对应的通孔。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型将卡具固定在热模拟试验装置的固定夹头上，并与冷却介质容器连接。通过控制程序设定在热模拟过程中对试样进行均匀地气冷、水冷或气-水混合喷雾冷却，实现冷却速度可控的冷却淬火过程。

附图说明：

图1(a)-图1(b)是U型结构冷却淬火卡具及其工作状态的示意图；

图2是本实用新型三角形结构冷却淬火卡具的示意图；

图3是本实用新型圆环形结构冷却淬火卡具的示意图。

图中：