面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备及方法

技术特征：
1.面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备，其特征在于：包括第一加热炉(1)和第二加热炉(2)，第一加热炉(1)的出热端和第二加热炉(2)的出热端相对设置且第一加热炉(1)的出热端和第二加热炉(2)的出热端之间设置有中空结构的隔热保温箱(3)，隔热保温箱(3)的中空结构形成与第一加热炉(1)和第二加热炉(2)均连通的加热通道，所述加热通道的中部设置有热处理模具(4)，热处理模具(4)上开设有多个用于放置试样(6)的凹槽(5)，第一加热炉(1)的加热温度高于第二加热炉(2)的加热温度，所述加热通道内形成从第一加热炉(1)的出热端向第二加热炉(2)的出热端温度递减的温度梯度场。2.按照权利要求1所述的面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备，其特征在于：所述加热通道为与第一加热炉(1)和第二加热炉(2)的出热端形状匹配的柱状结构。3.按照权利要求2所述的面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备，其特征在于：多个所述凹槽(5)呈阵列式排布，阵列式排布的多个所述凹槽(5)中位于同行的凹槽(5)的槽底中心连线与加热通道的中轴线平行，阵列式排布的多个所述凹槽(5)中位于同列的凹槽(5)的槽底中心连线与加热通道的中轴线垂直。4.按照权利要求3所述的面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备，其特征在于：阵列式排布的多个所述凹槽(5)中一行凹槽(5)的槽底中心均安装有k型高温热电偶。5.按照权利要求4所述的面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备，其特征在于：还包括计算机，所述k型高温热电偶的信号输出端与所述计算机连接。6.按照权利要求1所述的面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备，其特征在于：所述隔热保温箱(3)为真空隔热保温箱，所述真空隔热保温箱与第一加热炉(1)和第二加热炉(2)密闭连接。7.按照权利要求1所述的面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备，其特征在于：所述第一加热炉(1)、第二加热炉(2)和加热通道内充满惰性气体或处于真空状态。8.一种利用如权利要求5所述设备进行面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、根据公式计算热处理模具的温度梯度δg
t
，其中，t
max
为第一加热炉(1)输出的加热温度，t
min
为第二加热炉(2)输出的加热温度，s为热处理模具(4)的总长度；步骤二、根据公式t
i
＝t
max-δg
t
[s (i-1)δx]，计算阵列式排布的多个所述凹槽(5)中一行凹槽(5)的第i个凹槽(5)的理论计算温度t
i
，其中，i为阵列式排布的多个所述凹槽(5)中一行凹槽的凹槽(5)的编号且i＝1,2,...,i，i为阵列式排布的多个所述凹槽(5)中一行凹槽的凹槽(5)总数且i不小于5，δx为相邻两个凹槽(5)之间的距离，s为第一加热炉(1)的出热端至一行凹槽(5)中第1个凹槽(5)的距离；步骤三、利用实际温度对对应的理论计算温度进行修正并构建每个凹槽的位置与温度的函数关系：利用每个k型高温热电偶采集阵列式排布的多个所述凹槽(5)中位于一行的对应凹槽(5)的实际温度，利用对应凹槽(5)的实际温度对对应位置凹槽(5)的理论计算温度进行修正，获取每个凹槽(5)的温度修正系数；同时阵列式排布的多个所述凹槽(5)中位于同列的凹槽(5)在温度梯度场中温度相同，进而构建热处理模具(4)中每个凹槽的位置与温度的函数关系；
步骤四、多组分变化的系列合金样在热处理模具中的排布放置：采用热力学计算软件计算系列合金样的相变点温度，将多组分变化的梯度合金材料和合金成分变化大，即相变点温度超过温度差值阈值的试样沿阵列式排布的多个所述凹槽(5)中行向不同凹槽(5)中放置；将多组分变化的梯度合金材料和合金成分变化小，即相变点温度不超过温度差值阈值的试样沿阵列式排布的多个所述凹槽(5)中列向不同凹槽(5)中放置；步骤五、同步热处理设备的密闭及隔热：将放置好试样(6)的热处理模具(4)放入加热通道，将真空隔热保温箱与第一加热炉(1)和第二加热炉(2)密闭连接，并向第一加热炉(1)、第二加热炉(2)和加热通道内充满惰性气体或使试样(6)处于真空状态；步骤六、多组分变化的系列合金样的同步热处理：根据合金试样的温度梯度调节第一加热炉(1)的出热端温度和第二加热炉(2)的出热端温度，使加热通道内形成从第一加热炉(1)的出热端向第二加热炉(2)的出热端温度递减的温度梯度场，利用温度梯度场完成多组分变化的系列合金样的同步热处理。9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：所述温度差值阈值为3℃～5℃。

技术总结
本发明公开了一种面向材料基因库建立的系列合金样同步热处理设备及方法，该设备包括第一加热炉、隔热保温箱、热处理模具和第二加热炉，加热通道内形成温度梯度场；该方法包括步骤：一、计算热处理模具的温度梯度；二、计算一行凹槽的第i个凹槽的理论计算温度；三、利用实际温度对对应的理论计算温度进行修正并构建每个凹槽的位置与温度的函数关系；四、系列成分合金样在热处理模具中的排布放置；五、同步热处理设备的密闭及隔热；六、多组分变化的系列成分合金样的同步热处理。本发明通过调控热处理模具两边加热炉的温度来建立温度与位置的关系，在一个模具上一次性完成多组分变化的系列合金样或者梯度材料的同步热处理工艺。的系列合金样或者梯度材料的同步热处理工艺。的系列合金样或者梯度材料的同步热处理工艺。


技术研发人员：张凤英 黄开虎 赵可馨 谭华 孙志平
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/7/29