Установка для высокотемпературных испытаний материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике. Установка содержит нагревательную печь трубчатой формы с теплоизоляцией, тяги, расположенные вдоль оси нагревательной печи, и стержневые захваты для крепления образцов, жестко связанные с тягами, при этом тяги на участке длиной, не меньшей длины нагревательной печи, выполнены трубчатыми с наружным диаметром, равным диаметру захватов и составляющим 0,85-0,95 диаметра внутренней поверхности нагревательной печи. Технический результат - повышение экономичности благодаря уменьшению общего теплового сопротивления тепловых потерь по тягам. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для высокотемпературных испытаний материалов.

Известна установка для высокотемпературных испытаний материалов, содержащая нагревательную печь трубчатой формы с теплоизоляцией, тяги, расположенные вдоль оси нагревательной печи, и стержневые захваты для крепления образцов, жестко связанные с тягами (а.с. СССР 112321, М. Кл. G 01 N 3/00, 1957).

Недостатком данной установки является ее низкая экономичность, обусловленная тем, что увеличение диаметра тяг в печи уменьшает тепловое сопротивление для общего теплового потока от нагревателя на поверхность тяг и захватов и тепловое сопротивление для теплового потока, идущего по тягам из рабочего объема печи наружу, что при равенстве теплового потока, поступающего от нагревателя на тяги, и теплового потока, выходящего по тягам наружу, вызывает общее уменьшение температуры между нагревателем и тягами по их длине, не приводящее к увеличению температуры образца при данной величине тепловых потерь по тягам наружу из рабочего объема печи.

Задачей изобретения является создание установки для высокотемпературных испытаний материалов, обеспечивающей получение технического результата, состоящего в повышении экономичности установки путем снижения тепловых потерь.

Этот технический результат в установке для высокотемпературных испытаний материалов, содержащей нагревательную печь трубчатой формы с теплоизоляцией, тяги, расположенные вдоль оси нагревательной печи, и стержневые захваты для крепления образцов, жестко связанные с тягами, достигается тем, что тяги на участке длиной, не меньшей длины нагревательной печи, выполнены трубчатыми с наружным диаметром, равным диаметру захватов и составляющим 0,85-0,95 диаметра внутренней поверхности нагревательной печи.

На чертеже изображена схема установки.

Установка содержит нагревательную печь 1 трубчатой формы, содержащую кожух 2, нагреватели 3 и изоляцию 4, тяги 5, расположенные вдоль оси нагревательной печи 1, стержневые захваты 6, жестко связанные с тягами 5, причем тяги 5 на участке длиной, не меньшей длины нагревательной печи 1, выполнены трубчатыми с наружным диаметром, равным диаметру захватов 6 и составляющим 0,85-0,95 диаметра внутренней поверхности печи 1.

Устройство работает следующим образом.

Образец 7 закрепляют в захватах 6. Для создания в образце 7 заданной температуры испытания на нагреватели 3 подается энергия, которая преобразуется в тепловую и передается на образец 7, захваты 6 и тяги 5. Температура нагревателей 3, образца 7, захватов 6 и участков тяг 5, находящихся в печи 1, повышается, и начинается отвод тепла по тягам 5 наружу за пределы рабочего объема печи 1. С повышением температуры в печи 1 отвод тепла по тягам 5 возрастает, а приток тепла от нагревателей 3 на образец 7, захваты 6 и тяги 5 уменьшается. Через некоторый промежуток времени устанавливается динамическое равновесие, при котором отвод тепла по тягам 5 равен притоку тепла от нагревателей 3 на образец 7, захваты 6 и тяги 5, и температура на них изменяться не будет, при этом она будет постоянной в сечении, перпендикулярном оси печи 1, но вдоль оси неодинаковой. Рассеяние тепла от нагревателей 3 в окружающее пространство в установившемся режиме идет по следующему пути: от нагревателей 3 на образец 7, захваты 6 и расположенные в рабочем объеме печи 1 участки тяг 5, затем теплопроводностью по тягам 5 наружу и с расположенных снаружи печи 1 участков тяг 5 на массу испытательной машины и одновременно излучением и конвекцией с поверхности тяг 5. Снижение тепловых потерь обеспечивается при этом улучшением теплопередачи от нагревателей 3 на тяги 5 за счет того, что диаметр находящегося в рабочем объеме печи 1 участков тяг 5 находится в пределах 0,85-0,95 внутреннего диаметра печи 1. Это приводит к снижению теплового сопротивления для общего теплового потока, проходящего от нагревателей 3 на тяги 5. При этом снижение теплового сопротивления для общего теплового потока, проходящего с расположенных в рабочем объеме печи 1 участков тяг 5 на участки тяг 5, расположенные снаружи печи 1, не допускается. Для этого участки тяг, находящиеся в объеме печи, выполнены трубчатыми с площадью поперечного сечения, допускающего передачу максимального усилия на образец 7. В этом случае за счет снижения теплового сопротивления между нагревателями 3 и тягами 5 при прежних значениях тепловых сопротивлений других участков теплоотвода температура на захватах 6 тяг 5 повышается и соответственно повышается температура образца для постоянного значения тепловых потерь. После достижения заданной температуры образец 7 нагружают при помощи испытательной машины.

Данная установка позволяет получить технический результат, заключающийся в том, что уменьшаются тепловые потери по тягам за счет выполнения их полыми с диаметром, составляющим 0,85-0,95 диаметра внутренней поверхности печи, что позволило уменьшить общее тепловое сопротивление между внутренней поверхностью нагревательной печи и тягами, то есть повышается экономичность установки.

Формула изобретения

Установка для высокотемпературных испытаний материалов, содержащая нагревательную печь трубчатой формы с теплоизоляцией, тяги, расположенные вдоль оси нагревательной печи, и стержневые захваты для крепления образцов, жестко связанные с тягами, отличающаяся тем, что тяги на участке длиной, не меньшей длины нагревательной печи, выполнены трубчатыми с наружным диаметром, равным диаметру захватов и составляющим 0,85-0,95 диаметра внутренней поверхности нагревательной печи.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к определению механических свойств материалов, а именно к определению твердости металлов в условиях зоны резания

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к способам определения критической температуры хрупкости

Изобретение относится к измерениям механических свойств материалов , а именно к измерениям твердости поверхностных слоев

Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к устройствам для измерения твердости при высоких температурах

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерениям микротвердости при повышенных температурах

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к приборам для измерения твердости при повьшенных температурах

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения температуры хрупкости стали

Изобретение относится к контролю твердости металла на стационарном твердомере и может быть использовано для многократного контроля твердости образцов металла при заданной установившейся отрицательной температуре, например, для косвенной оценки критической температуры хрупкости (КТХ) с использованием температурных зависимостей твердости, полученных на образце металла, достаточном для измерения твердости, в случаях, когда невозможно определить КТХ по результатам испытаний на ударный изгиб из-за отсутствия достаточного количества металла для изготовления образцов. Твердомер содержит корпус, предметный стол с возможностью вращения и вертикального перемещения, индентор с системой перемещений и систему нагружения образца. Твердомер снабжен системой охлаждения и регулирования температуры образца, состоящей из сосуда Дьюара с жидким азотом, подводящего и отводящего шлангов, связанных с предметным столом, который выполнен в виде камеры с теплоизолирующим корпусом и размещенной внутри нее кюветы со спиртом для образца. Корпус камеры снабжен датчиком температуры, подводящий шланг соединен с сосудом Дьюара через регулировочный кран, а на отводящем шланге расположены манометр и дублирующий кран. Технический результат: возможность многократного измерения твердости на одном образце металла при заданной установившейся отрицательной температуре. 3 ил.

Изобретение относится к области испытания физико-механических свойств металлов и может применяться для определения температуры хладноломкости конструкционных низколегированных сталей трубопроводов. Сущность: определяют механические характеристики стали при различных температурах, строят график зависимости механических характеристик от температуры, определяют температуру хладноломкости с помощью графика. Испытания выполняют непосредственно на контролируемой конструкции. В качестве механической характеристики измеряют твердость поверхности конструкции и рассчитывают дисперсию твердости. Определяют температуру, соответствующую полуторакратному приращению дисперсии твердости относительно дисперсии, определенной для значений твердости, измеренных при комнатной температуре. Технический результат: определение температуры хладноломкости стали без разрушения конструкции. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования механических свойств материалов. Сущность: осуществляют нагрев поверхности образца и наносят резцом царапину на нагретую поверхность образца. В процессе царапания измеряют горизонтальную и вертикальную составляющие силы сопротивления разрушению нагретого образца резцом. При этом в процессе нагрева осуществляют измерения температуры образца в зоне нагрева и контакта резца с поверхностью образца и при необходимости регулируют температуру нагрева. Устройство для определения профиля прочности материалов содержит платформу для размещения по меньшей мере одного образца и измерительный блок, содержащий резец для нанесения царапины на поверхность образца, источник тепла для нагрева образца и средство для измерения температуры образца в зоне нагрева и контакта резца с поверхностью образца. Платформа для размещения образцов и измерительный блок выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга. Технический результат: повышение точности и эффективности определения механических свойств материалов за счет обеспечения возможности определения профиля прочности материала методом царапания при повышенных температурах исследуемого материала. 2 н. и 35 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике

Наверх