专利名称：一种电热金相显色装置的制作方法
技术领域：
一种电热金相显色装置技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种电热金相显色装置。
技术背景[0002]电站高温金属部件高温长期运行后，这些部件的金属材料都会发生显微组织的不断老化和宏观性能的逐渐劣化，因而及时准确判断金属材料在高温长时作用下显微组织老化损伤程度，对了解并掌握高温金属部件的质量状况，减少运行过程中材料老化而引起的各类事故，以及提高高温金属部件安全运行的可靠性具有重要的理论价值与实际意义。热染法是金属显微组织检验操作过程中一种特殊的显示显微组织的方法，是将抛光试样放在氧化气氛下加热，使金属表面生成一层干涉氧化膜。其中，氧化速率对成分差别和晶体学位向很敏感，因而试样中不同相由于氧化速率差别而在试样表面沉积了不同厚度的氧化膜， 在显微镜照明条件下，白光在氧化膜层间的干涉呈现不同的色彩，可观察到不同的着色相， 从而鉴别金属组织中的各相。这种利用入射光在薄膜中的多重反射和干涉现象，使金属及合金的显微组织呈现出不同的颜色，从而通过色彩去识别显微组织的方法称为彩色金相。 彩色金相能使黑白金相中一些不易显示的相和组织细节充分显示出来，彩色金相不仅鲜艳、衬度和清晰度高，而且弥补了黑白金相的不足。[0003]目前，利用彩色金相技术制备金属显微组织检验试样的薄膜干涉显示组织的方法有物理方法真空镀膜法和离子溅射法等，以及化学法化学侵蚀法，热染法等。热染法主要优点是可操作性强，可用于合金中各相鉴别，但是热染法受热染加热温度不能超过金属材料相变温度和不能出现组织结构的变化等因素所限。但对于电站高温金属部件而言，热染法加热温度(一般< 50(TC )低于耐热钢正常使用温度(> 550°C)。通常情况下，热染法的加热金相组织显色装置采用普通热处理用电阻炉，但是热染法使用电阻炉进行处理，存在以下不足之处(1)电阻炉由电热元件、砌体、金属壳体、炉门和电气控制系统等组成，相对于较小尺寸的金相检验试样而言，电阻炉体积大，操作不便；O)电阻炉按使用温度范围分为工作温度在650°C以下的低温炉，工作温度650 1000°C的中温炉，工作温度1000°C 以上高温炉，它们的工作温度较热染法小于或等于500°C的加热温度高，在热染法的温度范围内普通电阻炉温度控制精度低，误差较大；(3)用电阻炉加热显色无法直接观察到加热显色过程中氧化膜颜色的变化情况；(4)电阻炉加热不便于移动，无法对现场金相检验试样加热显色；(5)目前使用的电阻炉需要人工控制加热时间，难以控制实验效果。实用新型内容[0004]本实用新型的目的旨在提供一种电热金相显色装置，该电热金相显色装置非常轻便，方便现场对电站设备进行检修时使用，可以现场对电站高温金属部件进行彩色金相检验。[0005]本实用新型的发明目的是通过以下技术方案来实现的一种电热金相显色装置， 其特征是，包括加热器、用于控制加热器温度的温度控制单元和用于控制加热时间的时间控制单元，所述的温度控制单元和时间控制单元电连接，所述的温度控制单元的输出控制端与加热器的输入控制端连接。温度控制单元按设定的温度参数控制启动加热器进行加热至设定的温度，时间控制单元启动开始计时，到达设定的加热保温时间的预定值是切断电源，停止对金属金相试样的加热保温。[0006]作为本实用新型的其中一个实施方式，所述的加热器由电热元件和用于加热不同尺寸的金属金相试样的加热元件构成，所述的电热元件具有中空腔室，所述的加热元件具有工作端和安装部，加热元件的安装部的尺寸与电热元件的中空腔室尺寸相适配，并套装于电热元件的中空腔室中，而所述的加热元件的工作端则伸出至电热元件外，用于加热金属金相样品。[0007]所述的加热元件的安装部具有用于检测温度的通道，该通道位于工作端的那一端与外界连通，可从该通道注入不同气氛气体，预留控制气氛电热显色功能；所述的加热元件的通道中设有测温装置，该测温装置的信号输出端与温度控制单元的信号输入端连接，该测温装置检测加热元件的温度然后反馈给温度控制单元，若温度低于预定值，则温度控制单元启动加热器进行加热，若温度高于预定值，则温度控制单元关闭加热器停止加热。[0008]所述的加热元件的工作端为平板状，用于磨面直径Φ > 15mm的金属彩色金相样品的制备或现场金属彩色金相的制备。[0009]所述的加热元件的工作端为筒状，其中空腔室用于放置金属样品，用于磨面直径 Φ ^ 15mm的金属彩色金相样品，其中空腔室开口处可覆盖一块较其直径略大的石英玻璃片，用于保温和观察。[0010]本实用新型还包括一隔热手柄，该隔热手柄包括握持部，所述的连接部与加热器连接，所述的温度控制单元和时间控制单元安装在握持部上。[0011]在所述的隔热手柄的握持部与加热器之间设置散热外套，以促进散热，加快降低隔热手柄的连接端的温度，避免高温损坏温度控制单元和时间控制单元。[0012]作为本实用新型的一个实施方式所述的隔热手柄包括连接管和隔热材料，所述的连接管的一端与加热器连接，所述的隔热材料包覆在连接管部分管体的外表面上形成握持部，所述的散热外套则设置在握持部与加热器之间裸露的连接管管体的外表面上。[0013]所述加热元件可拆卸地套装在电热元件的腔室内，方便根据实际测试样品尺寸大小更换相应的加热元件。[0014]所述的加热器外部套装一隔热保温壳体，以加快加热头升温速度，并保持加热器的温度，减少热量的损耗。[0015]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果[0016](1)本实用新型具有结构紧凑，重量轻，便于现场携带，加热温度和时间自动控制，加热过程可观察，操作方便等优点。[0017](2)本实用新型的加热元件可拆卸地套装在电热元件中，可配备工作端形状不同的加热元件，在工作当中可根据检测样品的尺寸大小，进行更换加热元件。[0018](3)使用本实用新型进行金属金相显色操作时，不仅可以直接观察到加热显色过程中氧化膜颜色的变化情况，而且可以自动控制加热温度和保温时间，减少人工操作的误差，保证所制得的回火马氏体钢彩色金相样品能准确反应被检测的回火马氏体钢金相样品的组织结构的真实情况。


[0019]图1是本实用新型实施例一的整体结构示意图。[0020]图2是本实用新型实施例一的加热器和隔热手柄部分的结构示意图。[0021]图3是本实用新型实施例二的结构示意图。[0022]图4是本实用新型实施例二的加热器和隔热手柄部分的结构示意图。
具体实施方式
[0023]实施例一[0024]图广2所示的电热金相显色装置是本实用新型的一个实施例，由隔热手柄、散热外套8、保温壳体9、测温装置5、加热器、用于控制加热器温度的加热温度的温度控制单元3 和用于控制加热时间的时间控制单元4构成。加热器、温度控制单元3和时间控制单元4 分别与电源连接。温度控制单元3和时间控制单元4电连接，而温度控制单元3的输出控制端与加热器的输入控制端连接，用于及时控制电加热器的启闭。加热器由电热元件2和加热元件1构成。电热元件2为圆筒状，具有用于安装加热元件1的中空腔室，电热元件2 与电源连接。加热元件1包括安装部和用于金属金相试样加热的工作端，其中，安装部可拆卸的套装于电热元件2的腔室中，安装部为圆柱形，其外径与电热元件2的中空腔室内径相适配。安装部具有用于检测温度的通道11，该通道11位于工作端的那一端与外界连通，可从该通道11注入不同气氛气体，预留控制气氛电热显色功能。加热元件1的工作端为平板状，位于电热元件2的中空腔室外。用于磨面直径Φ > 15mm的金属彩色金相样品的制备或现场金属彩色金相的制备。[0025]隔热手柄包括连接管6和隔热材料7，连接管6的一端与加热器的电热元件2螺纹连接。隔热材料7包覆在连接管6部分管体外表面上形成握持部。温度控制单元3和时间控制单元4设置在握持部上。散热外套8则设置在握持部与加热器之间的裸露的连接管 6管体的外表面上，以促进散热，加快降低隔热手柄的连接端的温度，避免高温损坏连接管、 温度控制单元和时间控制单元。加热元件1的安装部的通道11与连接管6的官腔连通。测温装置5采用热电偶，该热电偶的信号输出端与温度控制单元3的信号输入端连接，其测温工作端则通过连接管6的管腔伸入至加热元件1安装部的通道11中，检测加热元件1的温度，若温度低于预定值，则启动电热元件2进行加热，若温度高于预定值，则关闭电热元件2 停止加热。[0026]温度控制单元3按设定的温度参数控制启动加热器进行加热至设定的温度，热电偶实时监控加热元件1的温度，以便实时控制加热器的工作状态。当加热元件1的温度到达设定温度时，时间控制单元4启动开始计时，到达设定的加热保温时间的预定值是切断电源，停止对检测金属样品的加热保温。[0027]实施例二[0028]图3、所示的电热金相显色装置是本实用新型的另一个实施例，与实施例一不同的是加热元件的工作端为筒状，在其中空腔室用于放置金属样品的，用于磨面直径 Φ ^ 15mm的金属彩色金相样品，其空腔室开口处可覆盖一块较其直径略大的石英玻璃片 10，用于保温和观察。[0029] 本实用新型可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本实用新型的上述实施方案都只能认为是对本实用新型的说明而不是限制，因此凡是依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种电热金相显色装置，其特征是，包括加热器、用于控制加热器温度的温度控制单元和用于控制加热时间的时间控制单元，所述的温度控制单元和时间控制单元电连接，所述的温度控制单元的输出控制端与加热器的输入控制端连接。
2.根据权利要求1所述的电热金相显色装置，其特征是，所述的加热器由电热元件和用于加热不同尺寸的金属金相试样的加热元件构成，所述的电热元件具有中空腔室，所述的加热元件具有工作端和安装部，加热元件的安装部的尺寸与电热元件的中空腔室尺寸相适配，并套装于电热元件的中空腔室中，而所述的加热元件的工作端则伸出至电热元件外， 用于加热金属金相样品。
3.根据权利要求1所述的电热金相显色装置，其特征是，所述的加热元件的安装部具有可注入不同气氛气体的通道，该通道位于工作端的那一端与外界连通；所述的加热元件的通道中设有测温装置，该测温装置的信号输出端与温度控制单元的信号输入端连接，用于检测加热元件的温度。
4.根据权利要求1或2或3所述的电热金相显色装置，其特征是，还包括一隔热手柄， 该隔热手柄包括握持部，所述的连接部与加热器连接，所述的温度控制单元和时间控制单元安装在握持部上。
5.根据权利要求4所述的电热金相显色装置，其特征是，所述的隔热手柄的握持部与加热器之间设置散热外套。
6.根据权利要求5所述的电热金相显色装置，其特征是，所述的隔热手柄包括连接管和隔热材料，所述的连接管的一端与加热器连接，所述的隔热材料包覆在连接管部分管体的外表面上形成握持部，所述的散热外套则设置在握持部与加热器之间裸露的连接管管体的外表面上。
7.根据权利要求6所述的电热金相显色装置，其特征是，所述加热元件可拆卸地套装在电热元件的腔室内。
8.根据权利要求7所述的电热金相显色装置，其特征是，所述的加热器外部套装一隔热保温壳体。
9.根据权利要求8所述的电热金相显色装置，其特征是，所述的加热元件的工作端为平板状。
10.根据权利要求8所述的电热金相显色装置，其特征是，所述的加热元件的工作端为筒状，其中空腔室用于放置金属金相样品。
专利摘要本实用新型公开一种电热金相显色装置，包括加热器、用于控制加热器温度的温度控制单元和用于控制加热时间的时间控制单元，所述的温度控制单元和时间控制单元电连接，所述的温度控制单元的输出控制端与加热器的输入控制端连接。该电热金相显色装置非常轻便，方便现场对电站设备进行检修时使用，可以现场对电站高温金属部件进行彩色金相检验。
文档编号G01N1/31GK202305298SQ201120396349
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者李正刚, 王伟, 钟万里 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 武汉大学