고온 랠리 시험기는 마이크로컴퓨터 제어 전자 만능 시험기를 기초로 고온 가열 장치, 온도 제어 시스템과 고온 변형 측정 시스템을 통합하는 것으로, 시뮬레이션 재료의 실제 고온 취역 조건 (예를 들면 엔진 날개, 원자력 발전 파이프, 우주선 열 보호 구조 등) 하에서 재료의 탄성 계량, 굴복 강도, 인장 강도, 절단 후 신장률, 단면 수축률 등 핵심 역학 성능 지표를 정확하게 획득할 수 있으며, 재료 연구 개발, 품질 제어의 중요한 데이터 공정 설계를 지탱한다.

1. 장치 개요 및 핵심 기능

핵심 사명: 실온에서 초고온에 이르는 재료의 응력-응변 행위 법칙을 제시한다.

작업원리: 그 기본작업원리는 상온스트레칭시험기와 일치한다. 즉 표준화된 시료 (일반적으로 막대 또는 판상) 에 축방향스트레칭하중을 가하여 굴복, 강화 내지 단렬될 때까지 한다.핵심 차이점은 전체 테스트 과정이 정확하고 통제 가능한 고온 환경에서 수행된다는 것입니다.

핵심 기능:

1.고온 역학 성능 테스트: 고온에서 재료의 각종 강도와 가소성 지표를 정확하게 측정한다.

2.웜 및 지속 강도 테스트 (일부 모델의 경우): 일정한 고온과 일정한 하중에서 테스트 재료가 시간에 따라 천천히 변형되는 웜 동작 또는 끊어질 때까지 지속 수명.

3.응력 이완 테스트 (일부 기종 포함): 시료의 총 변형을 그대로 유지하고, 그 내부 응력이 시간에 따라 점차 감소하는 행위를 측정한다.

2. 주요 구조와 구성

완전한 고온 랠리 시험기는 주로 다음과 같은 몇 가지 부분으로 구성된 복잡한 시스템입니다.

1. 프레임워크 (호스트) 로드:

밀어내기 하중을 가하는 힘원을 제공합니다.일반적으로 서보 모터로 구동되는 볼트 철봉의 구조를 사용하여 로드의 안정성, 정확성 및 제어의 유연성을 보장합니다.프레임은 시스템 오차를 최소화하기 위해 매우 높은 강도와 안정성을 갖추어야 합니다.

2​​.고온로 시스템 (핵심 모듈):

이것은 시료에 균일하고 안정적이며 정확한 고온 환경을 제공하는 고온 시험기의"심장"이다.주로 다음과 같은 두 가지 유형이 있습니다.

저항로: 가장 일반적인 형태.고성능 저항 발열체 (예: MoSi 실리콘 몰리브덴 막대, Kanthal 철크롬 알루미늄 합금사) 를 가열 소자로 사용하여 정밀 PID 컨트롤러를 통해 출력을 조절하여 정확한 온도 제어를 실현한다.용광로 내부는 일반적으로 고온의 균일 영역과 에너지 절약을 위해 다층 금속 복사 스크린 또는 세라믹 섬유로 보온됩니다.

감응가열로: 전자기감응원리를 리용하여 시료내부에 와류를 생성하여 직접 시료를 가열한다.온도 상승 속도가 매우 빠르고 열 관성이 작지만 시료 모양과 재질에 대한 요구가 있어 온도 균일성 제어가 어렵다는 장점이 있다.

난로 중앙에는 균일 온도 구역이 있는데, 이 구역의 온도 파동은 표준 요구 내에서 엄격히 통제해야 하며, 시료의 작업 길이는 반드시 이 구역 내에 있어야 한다.

3. 온도 측정 및 제어 시스템:

온도측정소자: 일반적으로 S형 또는 R형 백금로듐열전지를 사용하는데 정밀도가 높고 안정성이 좋아 고온환경에 적합하다.열전지는 시료의 온도를 직접 측정하기 위해 시료의 거리표시구간에 긴밀히 접촉해야 한다.

온도 제어 시스템: 다단 PID 스마트 제어 알고리즘을 사용하여 열전지의 피드백 신호에 따라 실시간으로 가열 부품의 출력 출력을 조절하여 전체 시험 과정 중 온도의 안정성과 정확성을 확보한다.

4. 변형 측정 시스템 - 스트레치 미터:

이것은 정확한 플라스틱 데이터를 확보하는 관건이다.고온 환경은 변형 측정에 높은 도전을 제기했다.

접촉식 스트레칭계: 일반적으로 양팔 칼날 구조로 되어 있으며, 칼날은 스프링 힘을 통해 시료에 가볍게 끼워져 있다.그 핵심 난점은 세라믹 커터, 인코니켈합금 암과 같은 고온에 견디는 재료를 사용하여 제조해야 하며, 수냉 시스템을 통해 내부 응변편과 전자 부품을 보호할 수 있다는 것이다.

비접촉식 비디오 스트레칭계: 최근 몇 년 동안 고속으로 발전한 기술.고온렌즈를 통해 시료에 미리 제작된 고온표기점을 관측하고 영상계산법을 통해 변형을 계산한다.접촉이 없어 접촉력이 연질재료 테스트에 미치는 영향을 피할 수 있다는 장점이 있으며, 특히 초고온도나 열악한 환경에 적합하다.

데이터 수집 및 제어 시스템:

현대 고온 랠리 시험기는 모두 컴퓨터가 전용 소프트웨어를 통해 제어한다.소프트웨어 책임:

시험 온도, 로드 속도 또는 변동 속도를 설정하고 제어합니다.

하중, 변위, 변형 (인도계로부터) 및 온도 신호를 실시간으로 수집합니다.

응력-응변 곡선을 실시간으로 표시하고 시험이 끝난 후 모든 역학적 성능 매개변수를 자동으로 계산하고 분석하여 테스트 보고서를 생성한다.

3. 핵심 기술 과제와 솔루션

1.온도 균일성: 시료 표지 거리 내의 온도 높이가 균일함을 확보하는 것은 신뢰할 수 있는 데이터를 얻는 전제이다.최적화된 난로체 설계, 여러 지역의 독립적인 온화 제어 고효율 보온재를 통해 해결한다.

2.시료와 고정장치의 대 중성: 어떠한 작은 편심도 추가 구부러짐이 발생하여 테스트 결과가 정확하지 않다.일반 축 스트레칭을 보장하려면 만방향 피치 또는 구형 베어링 고정장치를 사용해야 합니다.

3.고온 산화 및 오염: 많은 금속은 고온에서 심하게 산화하여 성능 퇴화를 초래합니다.솔루션은 난로 안에 고순도 아르곤 가스와 같은 불활성 보호 가스를 넣거나 산소를 차단하기 위해 진공을 뽑는 것입니다.

4.인신계의 정확성과 신뢰성: 접촉식 인신계의 고온에서의 안정적인 끼워넣기와 신호 안정성은 기술적 난점이다.무접촉 비디오 스트레칭은 미래의 발전 방향입니다.

4. 주요 응용분야

1.항공 우주: 엔진 터빈 날개, 연소실 재료, 초고강도 강철 및 티타늄 합금 등의 고온에서의 성능을 테스트합니다.

2​.에너지 전력: 화력 발전소, 원자력 발전소용 내열강, 니켈합금 파이프 및 부품의 지속 강도와 웜 성능을 평가합니다.

3​.자동차 산업: 엔진 배기 시스템, 터보 차저 부품 재료의 개발 및 검증에 사용됩니다.

4. 재료 과학 연구: 새로운 고온 합금, 금속 간 화합물, 도자기 복합 재료 (CMC) 및 탄소 복합 재료 개발.

5.야금 및 제조업: 품질 제어, 열 처리 공정 효과 검사, 용접 헤드의 고온 성능 평가.

5. 총화

고온 랠리 시험기는 재료 테스트 분야에서 기술 함량이 가장 높은 설비 중의 하나로, 정밀 기계, 고온 가열, 정확한 측정 제어 및 선진 소프트웨어를 일체화한다.그 테스트 데이터는 열-힘 결합 환경에서 재료의 복무 신뢰성을 평가하는"금 표준"이다.신소재가 더 높은 온도, 더 열악한 환경 응용으로 발전함에 따라 고온 랠리 시험기의 온도 상한선, 제어 정밀도와 테스트 능력에 대해서도 더 높은 요구를 제기하여 이 기술의 끊임없는 진보를 지속적으로 추진하고 있다.