原标题：世界最新热模拟装置THERMECMASTOR先后于长三角先进材料研究院/钢铁研究总院及北京钢铁研究总院安装调试完毕
世界最新多方向大样品双电源热模拟装置THERMECMASTOR 200KN 于2021年和2022年先后在长三角先进材料研究院/钢铁研究总院和北京钢铁研究总院顺利安装完毕。在近年疫情下，绝大多数日美公司均无法按时完成安装，我司克服困难，在日方视频指导下花费数月时间按时完成了安装任务，获得了用户好评。
近年来金属热模拟试验机已经逐渐成为各大钢企和钢铁研究机构主力标配大型综合研究工具。该装置可以模拟钢铁行业的各个重要过程，比如，连铸，热轧，锻造，挤压，激光焊接和焊接热影响区，连续淬火，热处理等。它可以完成测试材料热拉伸、流变压缩、平面变形、多道次压缩、熔融和凝固、热循环和热机械疲劳性能和动静态相变点等。除了上述功能外日本富士电波工机公司制造的世界最新多方向大样品双电源热模拟装置THERMECMASTOR还具有如下4个独特之处。
采用大型不锈钢线mm。试样变形后可以直接加工为一根完整的力学拉伸测试试样，直接用于测试和获取力学性能参数δ，ψ，σ b ，σ s 。实现材料科学工作者长期夙愿之一，即热变形后之区域材料成分组织及力学性能在同一根样品上完成。实现了热模拟试验机从传统的组织热模拟向原位力学性能热模拟的重要转变。参见下图实际大样品照片：
大型不锈钢线度旋转多轴大变形机构，可实现试样多方向多次变形以开展晶粒超细化等方面的研究。
采用最先进LED跟踪机构使得加热线圈/压头/LED同步移动跟踪压缩变形使得LED膨胀测量始终是样品的中心点。因此可以更为准确地测量变形前后材料的CCT和TTT曲线
操作便利，因为是单体式试验机，所以拉伸→压缩→焊接→连铸，热轧等热模拟实验功能切换只是需要更换不同夹具即可，不需要繁琐费时大模块更换。夹具更换一般一个人10-30分钟即可完成。即使是内置多轴大变形机构更换也可控制在1小时内。
图1所示为由日本富士电波工机株式会社制造的热模拟试验机，型号为Thermecmastor，最大载荷200 kN，最大变形速率100 mm/s。该设备广泛应用于材料热加工及其工艺过程动态模拟、材料高温力学性能和物理性能测试和材料基础性试验研究。
该设备独有感应和通电双电源加热系统。通电加热特点是升温快，温度梯度呈轴向分布，中心截面温度高，两端截面温度低，适用于大块导电样品加热及高速率加热的焊接模拟实验。感应加热特点是均温区域宽，温度梯度呈径向分布，表面温度高，心部温度低，适用于小尺寸金属样品的加热，除了用于大多数金属材料的加热外，也可适用于非导电材料（陶瓷高温压缩、梯度材料热加工）、带缺口或变截面试样的加热。利用双电源加热技术可以同时获得高加热速率及较宽均温区的样品。
本设备采用高频感应和通电双加热电源模块和360度环绕喷气系统，可实现升温速度极快、保温时间极短和冷却速率可控的精准快速热处理试验。如下图2-1为板状(20mm×140mm×1.5mm)双相钢的水平装卡实物图，利用通电加热可达到100 ℃/s的加热速度，采用感应加热获得试样上较宽均温区，图2-2为试样上三处位置的时间温度曲线，具有很好的一致性，均温区(淡红色区域)尺寸为16mm×20mm×1.5mm，使用氮气(或氩气、氦气等)精确控制冷却速度。后续可进一步加工成力学小试样，以便探究工艺-组织-性能之间影响机理。
粉末烧结是使(金属或非金属)粉末成型为块体或零件的材料制备方法。在保护氛围(氩气)或真空条件下，通过对模具施加一定温度和压力，保温保载一段时间后，粉末颗粒间发生物理化学作用而成型，可得到一定强度和特性的(新)材料制品。
下图3-1为采用热模拟试验机进行粉末烧结的工艺流程，将铜粉和金刚石粉末以一定比例混合均匀后，称取合适质量装入石墨模具，按给定工艺进行烧制，最后炉冷开模取样。也可根据需求设计模具内腔形状，从而直接获得结构件成品，如图3-2所示，成品尺寸35mm×20mm×10mm。
高温-全场应变分析技术是将热模拟试验机提供的温度场、力场和数字图像相关(DIC)法相联合进行模拟实验的研究方法，如图4-1所示。此方法基于非接触、非干涉的图像分析获得试样变形区的全场应变分布云图，可精确测得高温下试样弹塑性本构、热膨胀系数等重要参数，还可以开展材料的裂纹扩展、损伤演变和断裂失效行为等研究。目前已成功解决高温散斑制作、光源和应变-载荷保持同步等技术难题，可实现900 ℃以下的高温DIC测试。下图4-2、4-3为金属材料高温DIC拉伸试验获得的DIC应变云图数据。
对于某些存在各向异性或(碳化物)带状组织、晶粒大小不均、形变织构的材料(如高温合金)，通过单轴压缩变形很难实现组织均匀化，这将导致材料在后续加工或使用过程中出现力学性能不稳定的问题。通过多向锻造，有助于消除带状组织和减少形变织构，使晶粒组织均匀化，以达到细化晶粒尺寸，提高力学性能的目的。本设备配备90°旋转加工装置，可实现水平方向旋转、竖直方向多道次压缩变形的功能，针对研究晶粒细化等问题可提供直接的实验指导。下图5为Q235钢经过两道次相互垂直方向压缩变形的应力应变曲线 多向锻造应力应变曲线
试样同时受到温度和机械载荷周期性交变作用的情况为热机械疲劳。航空、电力、运输和电子等行业的某些部件通常在机械和热负荷下运行，这些荷载影响部件的整体耐久性和使用寿命，通常是导致失效或故障的主要原因。通过热模拟试验机可实现低频次的温度循环(50次以内)或应力应变循环(100次以内)，可用于研究材料的力学行为和失效过程。
形状记忆合金(如NiTi基合金)已经在生物医学设备中广泛应用，通过热模拟试验机在低温下进行压缩循环试验实现多次的可逆相变循环，用于研究形状记忆合金的力学性能和形状恢复率。如图6-2所示为NiTi基合金在90℃下进行50次的压缩-卸载循环曲线。此外，还可对某些合金进行高温拉压循环，研究其裂纹扩展速率或抗疲劳性能，如图6-3所示为钛铝合金在1200℃下拉压循环50次的拉压循环曲线 低温压缩循环曲线 高温拉压循环曲线
是先进材料制备与评价高端设备专业供应商，致力于为不同行业的客户提供最先进的材料制备与评价装置。公司是由留日博士王道元教授和日本九州大学指导教官林安德教授联合海外学人、日美国际友人共同投资创办。公司在金属材料、纳米表面成分/化学状态/晶体结构方面薄膜制备和表面评价、新材料/合成/改性、热电材料热电特性/热传导率/热膨胀特性评价装置、轴承/润滑/高温接触疲劳/磨损、纳米粒子连续制造装置、模拟原子核发电方面、电化学测定系统、软磁性材料交流特性测定装置、电池充放电评价装置十大领域提供专业的技术和服务，产品被广泛应用于陶瓷、钢铁、汽车制造、复合材料等各个行业，客户包括清华大学、上海交大、南京大学、宝武集团、中科院硅酸盐所、电工所和理化所、北京钢铁研究总院等数十家国内知名企业、研发中心、高等院校、检测机构等，已经促进日美等公司和清华大学，浙江大学，中科院电工所建立了3个联合实验室。公司拥有一支充满活力的高素质销售队伍和技术全面、经验丰富的售后服务队伍，和一批具有丰富技术知识和应用经验的高级技术人员。公司愿与广大同仁共同前进，实现美好理想。
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