10Gleeble热模拟实验
Gleeble—1500试验机的热模拟技术
Gleeble—1500试验机的热模拟技术
方淑芳
【期刊名称】《攀钢技术》
【年(卷),期】1995(018)002
【摘要】简述了Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟试验机的工作原理、功能及应用范围，表明了该试验手段在攀钢科研及生产中所发挥的作用。
【总页数】4页(P41-44)
【作者】方淑芳
【作者单位】攀钢钢研院
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.25
【相关文献】
1.GLEEBLE-3500试验机的热模拟技术 [J], 黄绪传
2.概述试验机Gleeble-1500D的热/力模拟技术 [J], 罗龙;李丽荣;定巍
3.Gleeble-1500D试验机的热模拟实验常见问题及处理方法 [J], 罗龙; 李丽荣
4.利用Gleeble-1500热模拟试验机对低碳合金钢进行了不同变形量、冷却速度的热模拟实验。
经OM和TEM观察表明,当未变形奥氏体以10~30℃/s连续冷却时,贝氏体铁素体优先在奥氏体晶界处形核,然后呈板条状从奥氏体晶界向晶内长大,并且可以从最终的组织看到原奥氏体晶界。
与未变形奥氏体相比,当奥氏体在880℃经过40%变形、并以10~30℃/s连续冷却时,由于变形增加了奥氏体晶粒的形变储存能,促进了先共析铁素体在奥氏体晶界位置优先形成,所以贝氏体铁素体只能在奥氏体晶内形成,从最终的室温组织不能看到原奥氏体晶界。
[J], 景财年;刘在学;
王作成;林晓娟;金成俊
5.Gleeble-1500热/力模拟试验机高速压缩系统功能的改善 [J], 朱宗季
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Gleeble-系热／力模拟系统中多轴变形单元特点及应用
丰
过 程 相似 的变 化规 律 ，这 与设 备 的加 热 与加 载 的
作 用 方式 密 不 可分 。多轴 变 形单 元 可 以实现 对 试
样 的加 热方 向与加 载 方 向互 相垂 直 ．在 进行 试 样
压 下量／ ｍ ｍ
加 热 的 过程 中 ．砧 头 并 不与 试样 接 触 而 是 与试 样 有 一 定 距离 ． 与 通有 冷 却 水 的主 轴 紧密 相 连 ， 且 可
量 ． 使坯 料 经历 １ 需 Ｏ个 以上 的轧 制道 次 。 在 多轴 变形 单 元上 应 用 的多轴 大 变形 技 术 则 的长 度方 向上加 以约束 ，保 持变 形 过 程 中试样 的
在 一 个方 向上发 生变 形 后 ，要 向另 一 个变 形方 向
动 ， 形过 程 中 的试 样形 貌 如图 ２ ｂ 。 用普碳 钢 变 （ ）选
参 考文献
图 ６ 热 顶盖 清渣 周 期 与 ０Ｂ率 的 关 系
［］新 编钢水精炼及铁水 预处理 １０ １ ５０问 ［ ． 京 ： 国 科 学 技 Ｍ］ 北 中
术 出版 社 ． ０ ７ ２０．
超 细 晶材 料 的方 法 之一 ，其 中采 用 较 多 的是 等 径 示 。
角挤压法 、 高压 扭 转 法 和 多 向锻 造／ 缩 ， 些 方 压 这
铁 素体 晶粒 细化 是 通过 形 变诱 导析 出和 铁 素 应 变 的 累积 只是 细 化 晶粒 的条 件 之一 ，一 味 追求 材 料 累积 大应 变量 。 不一 定 能获得 超 细 晶粒 。对 并 上适 当 温度 ， 较 短 的时 间 内 ， 过 连续 多次 交 替 在 通 压缩 变 形 ．使铁 索 体形 核 率 在变 形 过 程 中 急剧 升
通过 选择 、 装合 适 的砧 头组 件 ， 时 多轴 变 安 此
基于Gleeble-1500热／力模拟实验机的轧机轧制力研究
应 变 曲线 ， 以 Ｒ 作 为 材 料 的 屈服 极 限值 ， 到 不 同条 件 下 的 变形 抗 力值 。通 过 分 析 变形 速 度 、 并 得 变形 温 度 对 变形 抗 力的 影 响 ， 明 随 变 形速 度 的增 加 ， 表 变形 抗 力提 高 ； 变形 温 度 的 升 高 ， 随 变形 抗 力 降低 。 据 实验 所得 变形 抗 力 而 根
空（ 为避 免 试件 在高 温下 被严 重 氧化 ） 的条 件下 ， 先 加 热 到 比设 定 变形 温 度 高 ５ Ｃ的值 ， 温一 段 时 ０ 保 间 ， 降 温 到设定 的变形 温 度 ， 再 进行 拉伸 实验 ， 至 直
试 件 断 裂 。实 验 过 程 中 ， ｌｅ ｌ一 ５ ０试 验 机 与 Ｇ ｅ ｂｅ １ ０
实验材 料 为 目前 生 产 中用量 较 大的 Ｑ３ ５钢 试 ４
收稿 日期 ： ０ ７ １ － ９ ２０ －０２
作者 简 介 ： 子坤 （９ Ｏ ）男 ， 陈 １ ８一 ， 助理 工 程 师 。电话 ：３ ６ ９４ ８ １８１ ２１。 ５
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表 １ 实 验 方 案
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第 ３ 卷 第 ２期 ６
２ ０ 年 ４月 ０８
江 苏 冶 金
Ｊａ ｇ ｕ Ｍｅ ａｌ ｒ ｙ ｉｎ ｓ ｔｌｕ ｇ
Ｖｏ ＿ ６ Ｎｏ ２ ｌ３ ．
Ａｐ ． ０ ８ ｒ ２０
基于Ｇｌｅ ｌ一 ５ ０热／ ｅｂｅ １ ０ 力模拟 实验机的轧机轧制力研究
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分外．形 黧壁变过 析 于
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度 大 力 变 的 变 薹 速度 蔷 形 提 影 通随 速 增，抗 高 响 常 形
8高温拉伸实验-Gleeble
八、高温拉伸实验一、实验目的：1.熟悉Q235钢材料在高温拉伸作用下的变形和断裂过程；2.熟悉Q235钢材料的拉伸断裂断口特征；3.学会测定材料的高温拉伸力学性能指标的方法；4.掌握所使用的实验设备及仪器的操作规程，并了解其结构特点及工作原理。
二、实验仪器材料：GLEEG-150D热模拟试验机、Q235圆形截面拉伸试样。
三、实验原理：高温拉伸试验通常是指温度恒定在100～1100℃范围内,规定加载速率,受载方式为单项的拉伸试验。
温拉伸试验与常温拉伸相比,有许多相同的试验规律,如试验方法与拉伸图形相似;也有不少有区别的地方,如他们各项数值所代表的符号都不相同等.由于高温拉伸试验增加了一个温度参数,因此相应地有了温度控制和温度测量的内容.同时对试验过程和试样夹持装置也提出了特殊要求,在高温下有些力学性能指标会呈与室温不同的规律,如:超过一定的温度,碳钢的屈服强度变得不明显,从而难以测定.各种冶金元素对强度的影响随温度的不同而有所改变。
温度对材料力学性能的影响有：1.材料在高温下将发生蠕变现象（材料在恒定应力的持续作用下不断地发生变形）。
2.材料在高温下的强度与载荷作用的时间有关。
载荷作用时间越长，引起变形的抗力越小。
3.材料在高温下不仅强度降低，而且塑性也降低。
应变速率越低，作用时间越长，塑性降低越显著，甚至出现脆性断裂。
4.与蠕变现象相伴随的还有高温应力松弛（恒定应变下，材料内部的应力随时间降低的现象）。
温度和时间对断裂形式的影响为：温度升高时，晶粒强度和晶界强度都要降低，但由于晶界上原子排列不规则，扩散容易通过晶界进行，因此，晶界强度下降较快见图1。
晶粒与晶界两者强度相等的温度称为“等强温度”TE 。
当材料在TE以上工作时，材料的断裂方式由常见的穿晶断裂过渡到晶间断裂。
材料的T E 不是固定不变的，变形速率对它有较大影响。
因晶界强度对形变速率敏感性要比晶粒大得多，因此TE 随变形速度的增加而升高。
Gleeble热模拟实验
• Gleeble高温拉伸试验是研 究材料热塑性最常用的方 法。
• 通过Gleeble高温拉伸试验， 可得知材料的高温力学性 能，如不同成分钢种的塑 性温度区间，不同温度下 材料的抗拉强度、屈服强 度，以及其零强度与零塑 性温度，热塑性与温度、 热历程、冷却速率、应变 速率等的关系。
热塑性拉伸试验时，高温力学性能的评定指标主要是断面 收缩率和强度极限。
– 断面收缩率：以试样拉伸前后的断面收缩率Ra作为衡量其高温热
塑性的指标，Ra的计算方法见下式。
Ra=
D02 D12 D02
100%
式中 Ra—断面收缩率，%； D0—试样原始直径，mm； D1—试样拉断后直径，mm。
反馈信号 极性相反 计算机信号
实际温度=程序温度，合成为零
程序温度＞反馈温度→提供变化了的触发脉冲宽度→加宽可 控硅导通角→增加输出电流→加热
冷却
冷却系统：试样与夹具的接触传导、喷水（喷气）急冷装置 。
冷却速率影响因素：试件的材质 、试件的尺寸、夹头材料、
试样的自由跨度。
Gleeble试样夹持装置示意图
机械系统由高速伺服阀控制的液压驱动系统、力传递机械 装置以及力学参数的测量与控制系统所组成。
位移检测计 负载传感器 应变检测计
反馈信号 程序信号
差值放大
控制回路
例：若选择位移检测计的输出为反馈信号，那么试样的位移将随计 算机程序的给定值而变化，也就是说，由于采用了闭环控制系统， 反馈信号将与给定信号不断追随比较直到相等为止。
高温拉伸试验热历程图
• 铃木等人系统地研究了铝 镇静低碳钢的高温塑性变 化曲线，发现了三个低塑
性区，如左图所示。
Ⅰ区（Tm～1200℃）：在高于1300℃时，由于晶界开始初熔导 致塑性陡降，此温度区间塑性的降落与应变速度关系不大；
GLEEBLE-1500热模拟实验机温度伺服系统故障分析及处理
根 据上 述 的工作 原理 ， 照信号 的传 输方 向从 按
国ＤＩ 司２ Ｓ公 ０世纪 ８ ０年代 生产 的材料 动态 热 力学 测试 和过 程模 拟机 。该 实验 机 由计 算 机进 行数 据采 集 和控制 测试 ， 真 空 系统 、 与 冷却 系统 、 一个 全 电 阻 加热 系统 以及 液 压 伺 服 机 械 系 统 等 构 成 有 机 的整 体 。广泛运 用 于冶 金 领域 的科 研 和开 发 ， 能 简 便 它 地再 现热加 工工 艺过程 并 且给 出测 试数 据 。该仪 器 在攀 钢科研 工作 中发 挥重 要作 用 ， 解决新 产 品 、 工 新
检仪恢复 正常显示 。对 于电容器等元器件 老化情
况， 要定 期检 查 ， 可提 高仪 器运 行 的可靠 性 。
Ｇ ＥＢＥ ５ ０热 模拟 实 验机 温 度伺 服 系 统 故 障分 析 及处 理 ＬＥＬ一 ０ １
唐 军
（ 攀枝 花钢 铁 研究 院 摘 要
四川攀 枝花
６ ７０ ） １ ０ ０
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使用与维修
故 障三 ： 检仪通 电后 有 时能 显示 有 时不能 显 示 巡
根据 电路 原 理 分 析 ， 断可 能 是 内部显 示 线 路 判 板接触 不 良， 经打 开 仪 表 ， 查 内部 线路 连 接器 ， 检 未 发现 明显缺 陷 ， 上 电源 后 ， 发 现 仪 表 显示 正 常 ， 通 又 然后进 行接触 不 良试 验 ， 有 发 现 异样 现 象 。通 电 没 ８， ｈ 还是 正常 显示 ， 而 到 第 二 天早 晨 开机 ， 表 又 然 仪 不 能显示 ， 怀疑 是 电源板 有故 障 ， 打开仪 表后 接 通 电
元进行实时跟踪显示 ）再通过 １３ ， ５３单元对可控硅 发出 触发脉冲控制信号 ， 最后经过 降压变压器二次线 圈对试
热模拟实验一系列方案
热模拟实验一系列方案一、实验目的采用Gleeble-3500 试验机对试验钢在不同温度和应变速率下进行热压缩变形试验1.测试了试验钢的真应力-真应变曲线；2.对高温形变奥氏体晶粒进行金相观察；3.结合试验钢真应力-真应变曲线特征参数和组织观察结果，分析动态回复和动态再结晶行为的发生条件和演化过程；4.建立试验钢奥氏体的再结晶图，并计算试验钢的再结晶激活能，建立其动态再结晶动力学模型。
二、实验试样（1）试验材料为25CrMo4（2）由初始时Φ40mm的圆棒锻造成Φ20mm，锻造最低温度不得低于950℃，以保证在锻造过程中工件内部不产生微裂纹，便于后续机加工，随后在650℃时保温1小时左右。
（3）经过车床，最终切削为Φ10mm×18mm压缩试样，试样尺寸如图3-1所示。
图 1 热压缩试验的试样尺寸（4）试样备注：试验中采用在试样两端面处涂润滑剂加厚度为0.1mm钽片，主要起隔离与润滑作用。
（5）试验后取淬火试样沿径向中心线剖开，经不同粒度砂纸磨制，抛光后用饱和苦味酸+ 海鸥洗头膏水溶液腐蚀，将腐蚀液置于60℃的恒温水浴炉中，然后在金相显微镜下观察原始奥氏体晶粒的大小。
三、实验方法（一）单道次热压缩试验为了了解试验钢在特定变形条件下的流变行为，用Gleeble-3500热模拟机进行单道次轴对称热压缩实验。
考虑到CWR工艺轧制温度较高，且工件在连续大变形内一次成形，内部承受复杂多向应力，因此选取具有代表性、能涵盖CWR 轧制特点的几种热工艺规程进行试验。
(1) 动态再结晶流变曲线工艺a: 实验目的：不同应变速率下的真应力—真应变曲线b: 试验方法： 在确定动态再结晶(Dynamic Recrystallization ，简称DRX )流变曲线时，每一试验的试样首先被加热到特定温度1200℃并保温一段时间。
待奥氏体原始晶粒尺寸均匀化后，降低到不同变形温度1100、1050、1000、950、900℃，在三个数量级0.01、0.1、1.0、10s -1的变形速率下，统一变形到真应变0.6。
Gleeble热模拟试验机设备组成介绍--上交大
1.1.2 冷却系统 在保证试样升温的同时，必须通过内循环的冷却水以保证其他部位不会温度过高。 1.1.3 淬火系统 当对试样的冷速要求不高时，可以通过试样两端夹具热传导制冷。如果对冷速要求更高时， 需要使用冷却气、水、气水混合对试样强制冷却. 但需要指出的是只有部分试验能采用淬火 系统装置。 1.1.4 液压系统 提供稳定的液压，配合伺服系统和油缸、阀门完成位移、力值等的变化 1.1.5 真空系统
水冷机组：提供内循环冷却水 真空机组：抽取真空 液压泵：提供稳定液压 空压机：提供压缩空气 2.6 其他可更换组件 为满足不同的试验，DSI 专配了很多不同用途的组件。如： 2.6.1 淬火供给单元
2.6.2 各种淬火、退火组件
标准淬火 2.7 低力、零强组件
ISO‐Q 淬火
低力组件 2.8 流变应力、平面应变组件
gleeble热模拟试验机上海交通大学周伟敏gleeble3500热模拟试验机是一个材料热机械加工性能分析系统具有急慢速升温降温急慢速拉压变形同时记录温度力应力应变等参数变化曲线可对金属材料的冶炼铸造锻压成形热处理及焊接工艺等各个制备阶段的工艺与材料性能的变化之间的关系进行精确的模拟
Gleeble 热模拟试验机
为了保证试样在加热过程中不被氧化，必须对试验的腔体抽高真空，或采用氦、氩等惰性保 护气体 1.1.6 压缩空气系统 压缩空气 Gleeble 试验环境中共有三个作用：气动阀、淬火气压源、空气锤 1.1.7 电源系统 对外部输入电压进行变压。提供各系统所需的不同电压 1.2 数据采集系统 1.2.1 压力传感模块 测压模块用来测量试样的受力情况，变量“FORCE”。测压元件在右侧 Jaw 的固定位置。试 样受力时由于机械原因存在一定的摩擦力，微小的摩擦力在一般试验中可以完全忽略。在某 些膨胀、低力等试验中摩擦力有影响，有很多方法减少摩擦力。必要时卸下导向杆以减小摩 擦力非常有效。本系统力传感器的精度为全量程的１％。 1.2.2 位移传感器和模型 位移传感器安装在液压油缸的背后，变量名称 STROKE。有 120mm 的测量范围，主要测量机 械主轴的运动。当使用 Stroke 测量试样长度变化时，测量还包括机器最大形变。负载越高， 机器的形变变化越大。因此不推荐使用位移传感器测量微小的应变。 1.2.3 Jaw 传感器和模型 Jaw 传感器用来测量两个 Jaw 之间的间距变化，变量名称 L‐Gauge，测量范围± 12.5mm。 特殊的安装位置消除了机械主轴的等误差因素，较 Stroke 数据更真实有效。但传感器测量 的数据也包含 Jaw 的机械变形，以及不同温度区间的变形。因此，不建议用 Jaw 传感器测量 试样的弹性模数等。 1.2.4 热影响区 L 应变传感器和模型 热影响区 L 应变传感器测量试样热影响区内的长度变化，因为测量数据中完全消除了机械变 形或不同温度区间的干扰。其很适合弹性特性的测量，比如不同温度下的弹性系数和屈服应 力。测量范围± 2.5mm。Gleeble 系统有两类热影响区传感器。一种是 LVDT（线性差分）传 感器，其适合拉伸断裂的变形量测量，测量长度可以调整为 10 或 25mm，总的位移距离是 25mm。还有一种是应变类型传感器，根据不同的初始长度和拉伸变化量有三种可选模式。 应变类型传感器更适合弹性特性的测量。交大只配备了第一种传感器。 1.2.5 C－Gauge 传感器和模型 C‐Gauge 传感器用来测量试样的径向变化，或宽度的变化，量程±５mm。变量名称 C‐Gauge， 常用此项计算张力。测量中直径的变化需在传感器测量范围之内。 需要注意的是，C‐Gauge 测量的数据用于反馈控制时（如张力控制），如果直径的变化超出 C‐Gauge 传感器的测量范围时，系统会失控。因此，C‐Gauge 的零点位置必须合理地判断， 来确保试样直径变化的极限值在测量范围之内。 C‐Gauge 的弹力是可调整的。如果弹力太大，C‐Gauge 可能会在高温时挤入试样表面。相反， 弹力过小可能导致测试中传感器可试样上脱落。试样在高温环境下时间较长，传感器部分必 须要被屏蔽或制冷以保护传感器不受加热试样的热辐射的影响。 使用 C‐Gauge 数据作为反馈控制信号，编程时必须注意。一种方式是调用 STROKE LIMIT 参 数，用来限制最大位移压力，用来防止 Jaw 损坏 C‐Gauge 传感器。还有一种方式是调用 UNICOMPRESSION 参数，此时位移只能在压缩方向运行。张力测试时，可以调用 UNITENSION 参数使 Stroke 只在拉伸方向运动。需要注意的是，在关闭 UNICOMPRESSION 和 UNITENSION 时，Stroke 的必须清零，否则机械轴会快速运动以保证系统 Stroke 值归零。 1.2.5 CCT 膨胀计和模型 当用膨胀的方法研究相位变化时，CCT 膨胀计的数据更精确。其测量值±２.５mm，灵敏度
高温压缩gleeble实验试样误差
高温压缩gleeble实验试样误差钛合金及钛铝金属间化合物是航空航天领域的重要材料，高温塑性变形是其部件成形的主要途径之一。
为优化成形工艺，实现高精度的制造，近年来越来越多地采用有限元等工艺模拟，获得不同因素对成形过程的影响细节，以避免缺陷的产生并提升产品质量，同时提升加工效率，还可显著降低材料研发和制造过程中的资源和时间消耗。
准确测定材料的力学本构关系对材料的制造工艺设计、优化甚至使役行为的预测至关重要。
目前的本构关系测量常采用Gleeble热模拟实验机进行，其获得精确本构关系的前提是能够准确测定被测材料的温度。
本研究采用有限元方法模拟了柱状钛合金样品的Gleeble热压缩实验过程，重点关注不同的热电偶设计参数，包括热电偶材料、热电偶丝直径等，对Gleeble样品温度测量准确性的影响规律。
研究表明，热电偶的引入，由于其散热，会使样品和热电偶接触点的局域温度场发生畸变，导致温度测量结果与实际样品温度存在偏差，且某些条件下偏差较大，将严重影响钛合金等热导率较低材料性能的检测结果。
通过多种因素改变的模拟、分析以及与相关热处理实验金相组织结果的对比表明，热电偶材质及线径、样品的热传导系数、样品的实验温度等，都将影响测量偏差。
其中样品的热传导系数对测量精度的影响最大。
由于这些原因导致的偏差都是系统误差，应想办法消除，特别是对于像钛合金这些热导率较低的材料，在Gleeble高温测试过程中的温度测量误差较大，必须修正。
本文在有限元模拟及实验对比的基础上提出了相应的修正方法和修正公式。
关键词：热压缩，Gleeble，有限元模拟，温度测量，误差修正抽象：钛合金和钛基金属间化合物是航空航天领域的重要材料。
高温塑性变形是其部件制造的主要方法之一。
为了优化成形工艺，近年来采用了越来越多的有限元工艺模拟，获取不同因素对成形工艺影响的细节，从而避免缺陷的发生，证明产品质量，提高加工效率，减少材料开发制造过程中的资源和时间消耗。
10Gleeble热模拟实验
（2）例：Sn对齿轮钢热塑性的影响
Sn作为钢中的残余有害元素 ，会降低钢的热塑性造成 连铸坯的表面裂纹，在轧钢时还会造成轧材的表面裂纹。
以下以“Sn对齿轮钢热塑性的影响”为例介绍钢的热 塑性研究方法。 ①试验材料与实验方法
将钢样加工成Φ 10×120mm圆棒，在Gleeble热模拟机上
进行高温拉伸实验。
9 钢的高温力学性能及相变测试
●钢的高温力学性能 （ 1 ）连铸过程铸坯产生的裂纹是常见的一种质量缺陷，
它产生原因很复杂，其中钢的高温力学性能有重要的影响，
充分了解铸坯冷却过程中钢的力学性能的变化，对制定合
理的连铸冷却工艺，避免连铸坯裂纹缺陷具有重要作用 。
（2）钢中化学成分和有害元素（例如 S、Cu、Sn）对钢 的高温力学性能有显著的影响。 怎样能够测出钢的高温力学性能？
Gleeble试样夹持装置示意图
均温区
均温区：即为物理模拟试件的 工作区，其宽窄对模拟试验结 果有重要影响。 试样的轴向冷却产生了一个横 向的等温面，通过选择试样尺 寸、自由跨度和不同材质的卡 具，可以调节轴向温度梯度， 并可在试样的跨度的中部获得
Gleeble试样沿轴向温度分布示意图
反馈信号
差值放大 控制回路
（2.3 ）计算机控制系统 计算机控制系统是Gleeble热/力学模拟试验机的心脏，它
提供了用于闭环控制的热和力学系统所需的所有变量信号。 通过控制柜的各种模块（插件）实现D/A及A/D转换，对热、力
系统进行实时闭环控制； 数据采集系统，可实现数据采集及分析处理 ；
0.098 0.119 0.136
⑤结论 • 温度在950～800℃之间，随Sn含量增加，齿轮钢的热塑性
显著降低；
Gleeble热模拟试验机设备组成介绍--上交大
1.1.2 冷却系统 在保证试样升温的同时，必须通过内循环的冷却水以保证其他部位不会温度过高。 1.1.3 淬火系统 当对试样的冷速要求不高时，可以通过试样两端夹具热传导制冷。如果对冷速要求更高时， 需要使用冷却气、水、气水混合对试样强制冷却. 但需要指出的是只有部分试验能采用淬火 系统装置。 1.1.4 液压系统 提供稳定的液压，配合伺服系统和油缸、阀门完成位移、力值等的变化 1.1.5 真空系统
一、仪器设备基本构成 专用名词： Specimen：样品、试样。实验研究对象。 Grip：夹持试样的夹具。根据不同需求可以做成各种大小、形状。 Jaw：机械装置。Grips 夹持试样后装入 Jaw 中，实现对试样的操作。 MCU：Mobile Conversion Unit。移动单元，功能各异。将液压、电、水、真空、控制等试验 所需集合为一体，装载在有轮子的机架上，可以随时与主负载单元组装和拆分。几个单元之 间相互更换，配合主机进行不同类型的试验。 1、热模拟机基本构成 热模拟机主要包括： 辅助系统:加热、冷却、淬火、机械液压、真空等各个系统，保证正常的实验环境 控制系统:负责对所有部件的控制和同步 数据系统:各种测量系统，负责不同变量的实时监控 用户操作界面:包括桌面电脑，控制柜等。用户可以直接操作设备、编程，和数据分析处理 等
是 C‐Gauge 的 10 倍左右。所以 CCT 膨胀计可以轻松地捕捉膨胀信号。然而，考虑到 CCT 的 测量范围小，使用 CCT 测量变形时的相变时，必须考虑直径变化范围。 1.3 用户操作界面 1.3.1 用户编程 QuikSim 是面向用户的编程界面，通过这个界面，可以很轻松地进行 Gleeble 编程和控制。 QuikSim 提供三种编程方法。 表格编程：电子表格形式的编程环境，也是 Gleeble 最普通的编程方式。 变形控制编程：（HDS），多用于液压楔，用于连轧等多道次轧制的控制编程 焊接热模拟编程：（HAZ），用户焊接模拟时，热循环曲线的控制编程。 Gleeble 脚本编程：（GSL），弹性较大，直接面向机器的语言 同时，QuikSim 还提供了控制系统和数据分析软件之间的转换，使得实验过程更加流畅。 1.3.2 数据处理软件 Origin 是 Gleeble 系统的数据处理软件。Origin 提供了很多数学模型，这些模型使得数据分析 更加快捷。比如其中的 Lab‐Talk 语言，可以自动分析模拟中的特征点。Origin 可以载入每次 测试的数据，并且快速产生任意区域的样点曲线，允许对每个测试点快速浏览。同时 Origin 还可以生成精美的曲线或图形文件。 此外，DSI 还以 Origin 为基础，研发了 CCT 软件，专门用于 CCT、TTT 等相变点相关的数据 分析。 1.3.3 控制柜 控制柜下方的诸多按钮，可以实现设备的开启、关闭、急停、液压、真空、空气锤、淬火等 基本操作。 控制柜上方的显示屏可分为四部分。第一部分滚动显示所有系统信息，系统错误或操作错误 时（如热电偶极性相反），也会在此窗口显示。第二部分显示温度、压力、位移等信息。第 三组数据显示系统状况如真空值、真空泵工作状态、加热能量变化等。第四组窗口显示安全 相关的信息，如水流、外围设备连接、试验腔体的安全。任何一项数值指标为红或者黄时， 系统均不能正常工作。 显示屏两边是 10 个可调的 VPM（Virtual Panel Meters）旋钮。VPM 位于控制柜上方面板， 既可以显示实时的实验信息，可以根据需要手动调节 VPM 数据。VPM 显示数据类型如 STROK、FORCE、C‐GAUGE、WEDGE、JAWS、CONTROLTEMP、MACHMODE、L‐GUAGE 等。 2、主要单元及功能、设备极限参数 2.1 工控柜 立式的工控机是整个系统的核心，控制整个系统负责设备开/关、拉/压等所有的基本操作。 用户在桌面电脑编程后传送到工控机，由工控机发出执行指令控制各个单元，确保了整个设 备的可靠运行。并收集各个感器同步数据、反馈回桌面电脑。 2.2 负载单元 Load Unit 主机负载单元。主要负责机械执行、安全保护、循环水分配和电力供应。 2.3 通用单元 Pocket Jaw MCU 可以进行焊接、普通拉/压、相变点研究、熔融态相关、应变等的基本试验，最常用的 MCU 单元。 2.4 液压楔单元 Hydrawedge MCU,液压楔移动单元。用于应变速率较快的单道或多道次压轧。常用于进行轧 制模拟、流变应力、应力应变曲线等的研究。需要进行相关试验时，先把通用单元拆下，装 上液压楔 2.5 外围辅助单元
热模拟实验机应用范围Hangang Gleeble 3500 SPEC[1][1].-Chinese
![热模拟实验机应用范围Hangang Gleeble 3500 SPEC[1][1].-Chinese](https://img.taocdn.com/s3/m/99be96c10c22590102029dc5.png)
技术附录 1供货范围技术附录 1-供货范围项目数量描述1 1 套 3500-10/1HS-75系统，包括:GLEEBLE35010多功能移动单元和袋型钳夹10t 最大力1 m/sec 最大位移速率高速液压伺服系统，包括高速伺服阀液压单元高速响应装置75 KVA 加热变压器真空箱双气缸空气锤20 马力液压泵系列3数字控制系统，包括:装有两套数字信号处理器的内置计算机基于Windows的桌面计算机，包括 CD-ROM，QuikSim 操作软件和Origin数据分析软件VPM 显示器35200 便携式热电偶焊接机35750 喷墨彩色打印机39010 C-应变组件9000-060 6mm 圆铜夹具，带有9020-060紧固螺母9000-100 10mm 圆铜夹具，带有9020-100紧固螺母安装和操作培训 — 现场10 人.日项目数量型号描述第1组：所有研究真空系统3 1套38031 真空泵系统，380/400/415V 可选。
水冷器4 1套35115-50 68000BTU/hr水冷器，380V，50hz，3相。
项目数量型号描述台式计算机升级5 1套-------- 台式计算机升级到 1G内存， 160G硬盘，CD-RW – DVD 光驱，19 in平面液晶彩显。
第2组：用于通用研究的夹具，包括高温拉伸试验和CCT研究5 1套9010-060 6mm高温圆夹具6 1 套9010-100 10mm高温圆夹具7 1套9020-060 6mm 圆夹具用 6mm 支撑螺母8 1套9020-100 10mm 圆夹具用 10mm 支撑螺母第3组：淬火9 1 套38511 高流量淬火系统第4组：CCT，膨胀测量法研究10 1 套35530 用于Windows界面的CCT软件(要求Origin 7.5)11 1 套38520 仅用于 10mm 试样的ISO-Q 淬火夹具(要求 38510 淬火系统)12 1 套39018 CCT 膨胀仪和组件， LVDT 型，配有用于变形后CCT测量的AM3044 信号调节器模块(仅用于测试)第5组：焊接和热影响区研究14 1 套35525 基于Windows的热影响区软件15 1 套9002-100 10mm方形铜合金夹具第6组：连铸研究/熔化试验组件16 1件35320 熔化增强器(磁场导向器)17 1套9050-100 用于熔化10mm 直径钢试样的部分接触铜合金夹具 (4 件/套)18 1套35201 系列3 数控系统第7组：连铸研究/熔化试验组件的易耗品19 2包G414B 10mm 石英管 (30/包)20 100英寸TC005 0.010英寸直径铂热电偶丝（需要同样长度的TC006或TC009）21 100英寸TC006 0.010英寸直径铂-铂13%铑热电偶丝（需要同样长度的TC005）（或选择TC009 直径0.010英寸的铂-铂10%铑热电偶丝）第8组：零强/低力系统22 1件9510-002 夹具底盘23 1件9510-051 零强试验卡具夹具24 1套9510-060 6mm零强圆夹具26 1套9510-062 平板零强夹具27 1件9510-101 低力袋型夹具组件28 1套9510-120 500到5000磅载荷范围，包括9510-409固盘停止夹具和AM3047信号调节模块第9组：夹具到夹具变换31 1 套39050 夹具到夹具的L-应变系统，包括AM3044 信号调节模块和装配件(仅用于袋形钳夹的压缩试验)第10组：热变形研究-高速多点采样32 1套35033 10吨移动液压楔33 1套35520 Gleeble 文本语言软件34 1套39057 自动加载的液压楔L-应变系统，包括AM3044 信号调节模块和便携仪器箱35 1件31723 液压楔淬火喷头组件项目数量部件号描述第11组：所有热变形易耗品36 1 卷RMX001 10 密耳厚石墨片(1.2英寸× 25英尺/卷)37 1 卷RMX002 5 密耳厚石墨片(1.2英寸× 25英尺/卷)38 1件RMX004S 4密耳厚钽片(40平方英寸)39 1听HW008A Omega 热电偶粘接水泥 (8 盎司)40 1听HW014 高温试样润滑剂(4盎斯)41 1罐HW510 用于所有砧子和夹具组件中螺钉的超级润滑油(14.1盎斯)第12组：流变应力压缩研究42 1 套9555-101 ISO-T 流变应力砧子组件，配有一套 9555-102 砧子组件，用于压缩实验和液压楔第13组：流变应力压缩研究的易耗品43 40 件9219-062 3/4” (19mm)直径× 1/4”长ISO-T 碳化钨砧子备件44 10件9555-102 ISO-T 砧子组件备件45 10 件9555-504 1.125”直径ISO-T 铜背板（和9555-102 砧子组件配用）第14组：平面应变压缩研究46 1 套9560-100 小平面应变砧子组件，包括2件 5mm×25mm 砧子(用于液压楔)第15组：平面应变压缩研究易耗品47 40件9105-252 5mm x 25mm 平面应变碳化钨砧子48 10 件9560-303 小砧子背板49 10 件9560-304 铜衬片和9105-252砧子组件配用50 10件9560-305 铜背板和9105-252 砧子组件配用第16组：板带退火模拟39 1套9505-050 2英寸板带退火夹具系统40 1套31722 板带退火用雾化淬火喷头组件和控制阀（需调整9505-050）41 1套38040 蒸汽切换系统（需38030或38031真空泵）第17组：用于应变诱导裂纹生成(SICO)试验、锻造和挤压研究的推盘55 1 套GA00197G 用于平面试样和SICO 试验的后推盘(2件/套)项目数量部件号描述热电偶和相关易耗品56 3 件TC014 直径0.010英寸，每个线轴总长50 英尺，特氟纶(红) 包覆的镍合金热电偶丝57 3件TC015 直径0.010英寸，每个线轴总长50 英尺，特氟纶(黄) 包覆铬合金热电偶丝58 50英寸TC017 铂-铂6%铑热电偶丝59 50英寸TC018 铂-铂30%铑热电偶丝常规运作的维护备件60 3包FILW750-2 水过滤筒(每包2件)真空箱维护备件61 1套OR007 真空箱O型圈: OR7033、OR7234Q、OR7299各1个， OR7242Q、OR7250、OR7261、OR7272各2个， OR7111、OR7112Q、OR7188各4个， OR7110 10个62 2件PV003 真空用铝质回形夹具（NW50）63 2件PV005 NW50真空O型圈和适配器连接器（用PV003回形夹）64 4件PV400 Alcatel 102 机械泵油（2升）65 1件PV410 #705 扩散泵油（500cc/瓶）66 1件WIND010 耐热真空箱玻璃引申计和传感器易耗品67 20件G417B 角型C-应变石英棒（用于标准C-应变39015 CCT膨胀仪或39060 热影响区L-应变计）68 10件G417C 直型C-应变石英棒69 10件9655-804 直型CCT膨胀仪石英管70 20件9655-805 弯角型CCT膨胀仪石英管工厂培训71 装运前在DSI进行10个工作日、3人的工厂培训和设备预验收。
1995 Gleeble—2000热加工模拟试验机及其应用简介
在试验过程 中 。 控制方 式能 自动平稳地转换 。 同 时 。 热 速 度 和 冷 却 速 度 在 一 定 范 围 内 可 加
连续控制 。 ’
１ｒｍ． 间 变 成 ６ ｍ ×６ ｍ 的 ５ ａ 中 ａ ｒ ａ ｒ 变 径 试 样 ， ０ ０ 时 为 ３ ０Ｃ／ ． １０ Ｃ ３ ＂ ｓ
温度 这 五 个 参 数 实 时 监 测 。根 据 试 验 时 的 具 体 要 求 。 择 某一 个 参 数 作 为 反 馈控 制信 号 。 选
最 大 控 制冷 却速 度 ： 对 ６ ｍ × １ｒｍ ａ ｒ ５ ａ
试 样 。００ １ ０ Ｃ时 为 １ ０Ｃ／ ， ０ ～ ４ ｓ８０ ５０ 时 为 ７ ０Ｃ ８Ｃ／ ； ｓ 对 １ ｒｍ × ０ｎ
艺参 数控 制 在 Ｅ ｓ曲面 以 上 就 可 以获 得 明 显 的 奥 氏 体 动 态 再结 晶 晶粒 细化 的效 果 。 有 了 奥 氏 体 静 态 再 结 晶 图 ， 以安 排 适 可
当的工 艺 ． 防止 应变诱发 晶界移 动而生成 巨 大 奥 氏 体 晶 粒 ， 使 相 变 后 产 生 粗 大 组 织 和 致
样 表 面 是 否 出 现 裂 纹 ， 准 确 地 确 定 金属 的 能
热 加 工 温 度 范 围 和 临 界 变 形 量 ， 化 工 艺 优 ２ ２ 连 铸 方 面 的 试 验 研 究 ．
连铸坯裂 纹是 影响连 铸机产量和铸坯质 量的重要 缺 陷。 与模铸相 比， 铸坯不仅是在 连
运 动 中凝 固 ， 且 凝 固 壳 受 到 多 种 力 的 作 用 。 而 当带 液 芯 的 凝 固 壳 受 到 外 力 作 用时 ， 竟 是 究 否产 生裂 纹 ． 决 于钢 的 高 温 力 学性 能 、 固 取 凝 的冶 金 行 为 和 连 铸 机设 备运 行 的 状 态 。在 实 际 生 产 中 ． 想彻 底 解 决 裂 纹 问题 ， 产 无缺 要 生 陷 连 铸 坯 ． 要 困 难 在 于 难 以 再 现 连 铸 工 艺 主 条 件 和 钢 在 高 温 下 的变 形 机 理 不 清 楚 。 ｅ— Ｇｌｅ ｈｅ热 加 工 模 拟 试 验 机 能 测 定钢 的 高 温 力 学 ｉ 性 能 以 及 有 害 元 素 、 量元 素 、 金 元 素 对钢 微 合 凝 固 行 为 和 力 学 性 能 的影 响 ， 对 于 认 识 连 这 铸 坯 裂 纹 形 成 机 理 、 制 铸 坯 冷 却过 程 以 及 控 防止 裂 纹 的 产 生 有 重 要 的 指 导作 用 。 ２ ２ １ 钢 的 高 温 力 学 性 能 的研 究 ．． 测 定 钢 的高 温 力 学性 能通 常是 为 了评 价 裂 纹 敏 感 性 的大 小 。 用热 加工 模 拟 试 验 机 能 测 量 钢 的 零 强 度 温 度 ＮＳ 零 塑 性 温 度 Ｔ、 ＮＤＴ、 度 恢 复 温 度 Ｓ 强 ＲＴ、 性 恢 复 温 度 塑
不同型号Gleeble热模拟试验机比对试验
Ｃｏｍ ｐａｒｉｓｏｎ Ｔｅｓｔｓ ｏｆ Ｇ ｌｅｅｂｌｅ Ｔｈｅｒｍ ａｌ Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍ ａｃｈｉｎｅ ｗｉｔｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｍ ｏｄｅｌｓ
ＺＨＡＮＧ Ｙｕｃｈｅｎｇ ＭＥＮＧ Ｚｈｅｎｓｈｅｎｇ ＳＨＩ Ｘｕｅｘｉｎｇ ＪＵ Ｘｉｎｈｕａ ＣＡＩ Ｎｉｎｇ ＭＥＮＧ Ｙａｎｇ
Ｇｌｅｅｂｌｅ 系 列 （１５００、２０００、３５００ 和 ３８００ 等型号 ）热 模 拟 试 验 机 是 美 国 ＤＳＩ公 司研 制 开 发 的具 有快 （慢 ）速 加热 、恒 定保 温 、急 （慢 ） 速 冷 却 并 能 给 试 样 以 各 种 速 率 变 形 （拉 、压 ） 的 多功 能 模 拟 试 验 仪 器 。 其 可 以 进 行 工 艺 模 拟 （如 焊接 、连铸 、热 轧 和锻 造 等 ） 以及材 料 研 究 模 拟 ，如 热 拉 仲 、热 压 缩 、轴 向变 形 、平 面 变 形 、应变 诱导 裂纹 、熔化 与凝 固 、热 处理 以及 相 转变 （动态 ＣＣＴ （过 冷奥 氏体连续冷却转 变曲线 ） 和静态 ＣＣＴ）等 Ｊ，是研 究材料 在加 热 、冷却 及
ｌ 凌鎏 囊 垂
藕
垂 鎏 纂模 拟 试 验 机 比对 试 验
张玉成 孟 振生 史学星 鞠新华 蔡 宁 孟 杨
（首铜 集 团有 限公 司技 术研 究 院）
摘 要 采 用 集 团 有 限 公 ＿占ｊ技 术 研 究 院 Ｇｉｅｅｂｌｅ ２０００Ｄ 型 热 模 拟 试 验 机 和 中 国 钢 研 科 技 集 团 有 限 公 司 Ｇｌｅｅｂｌｅ １５００型 和 Ｇｌｅｅｂｌｅ ３８００型 热 模 拟 试 验 机 进 行 ｒ动 态 再 结 晶 、静 念 再 结 晶 和 相 变 比对 试 验 。结 果 表 明 ，采用 Ｇｌｅｅｂｌｅ ２０００Ｄ型热模拟 试验机测得的静念再结 晶 曲线存 在波动 和形态异 常现象 ，但 其与 Ｇｌｅｅｂｌｅ １５００ 和 Ｇｌｅｅｂｌｅ ３８００型 热 模 拟 试 验 机 测得 的 动 态再 结 晶 和 静 态 再 结 晶 试验 规 律 一 致 ；无 论 动 态 相 变 还 是 静 念 相 变 ，采 川 Ｇｌｅｅｂｌｅ ３８００型 热 模 拟 试 验 机 测 得 的 卡Ｈ变 温 度 均 高 于 Ｇｌｅｅｂｌｅ ２０００Ｄ型 热 模 拟 试 验 机 。 关键 词 动 态 再 结 晶 静 态 再 结 晶 Ｇｌｅｅｂｌｅ热模 拟试 验机 比 对 试验
Gleeble—1500试验机的热模拟技术
１ ９ ９ ５ 年第 ｌ ８卷 第 ２ 期
图１ Ｇ Ｉ ￣Ｍｅ －１ ５ ０ ０ 热 模 拟 机 原 理 图
表１ Ｇ ｜ ￣ ｅ －ｌ ￥ ０ ０ 试 验＃ 。 蝻程参数
形量） 、 试样 面积等参 量 的程序 值与实测值 的
检 测 。 将 试 验 得 到 的 结 果 通 过 专 门 的
输入． 编程方式 见表 １ 。 在表 格的每 一栏 里填
人 工艺 要求的试 验参数 。 试 验过 程 的控制 参 数 可 以是 温 度 和力 ．
温度 和应力 或温 度与应变 同时进行 。应力 包 括真应力、 工程 应力 ． 应 变 包括 真 应 变 、 工 程
应变 ． 其中真应 力的控制是通过 差动式 Ｃ —
验。
Ｇ１ ｅ ｅ ｂ ｌ ｅ 一１ ５ ０ ０试 验 机 的加 热 特点 是 低 电压 、 大 电流 。 所 以将 该 设备 用 于电阻 焊 、 扩 散焊 的试 验是 比较 合 适 的 ， 将试 佯 加工成
将试 样 进 行恒 温、 恒 应变 控制 就 可得 到
维普资讯
是 不 同的 。 Ｇｌ ｅ ｅ ｂ ｌ ｅ 一１ ５ ０ ０试验机 配备 了专 用 的埋 弧 焊 ＨＡＺ软 件 ， 该 软 件 可 根 据 用 户 提
图 ５为变 形 速 率 一１ ５ ｓ 时 Ｐ Ｄ ： 钢 的 真应力一 真 应变 曲线 ， 从 曲线中可 以得 到不 同 变形温 度 时 ， 一定 变 形 程度 下该 钢 的变 形 抗
试 验结果 的参 数采集 可 以有 ８个通 道 同
时进行 ． 每个 通道均 可进 行 ： 力、 应力 温度 、
全模拟装 置 。 该 装置 由计 算机 、 模拟 参量控 制
行程 （ 变形量） Ｃ 一应变 （ 沿试 样直径 方 向变
Gleeble热模拟实验课件
反馈信号
差值放大 控制回路
（2.3 ）计算机控制系统 计算机控制系统是Gleeble热/力学模拟试验机的心脏，它
提供了用于闭环控制的热和力学系统所需的所有变量信号。 通过控制柜的各种模块（插件）实现D/A及A/D转换，对热、力
系统进行实时闭环控制； 数据采集系统，可实现数据采集及分析处理 ；
加热速度
冷却速度
最大载荷
拉速/压缩 8.1t 动态载荷 5.4t
最大 1000mm/s 最小.000017 mm/s
拉速/压缩 20t 动态载荷 8t
拉速/压缩 2t
拉速/压缩 10t 动态载荷 5t
20t压缩/10t拉伸 动态载荷 8t
位移速度
最大 2000 mm/s 最小 0.01 mm/s
最大 100 mm/s
Gleeble高温拉伸试验
热塑性拉伸试验时，高温力学性能的评定指标主要是断面
收缩率和强度极限。
– 断面收缩率：以试样拉伸前后的断面收缩率Ra作为衡量其高温热 塑性的指标，Ra的计算方法见下式。 2 D0 D12 100% Ra= 2 D0
式中 Ra—断面收缩率，%； D0—试样原始直径，言编程及操作控制软件；
二是模拟热加工过程（如焊接热影响区）的专用软件。
（3）Gleeble热/力学模拟机的型号与性能
随着计算机控制技术的应用以及测量系统的完善和机械 装置的改进，现在的Gleeble热/力学模拟机主要有Gleeble1500、2000、3200/3500/3800等系列型号，模拟精度和模
2、过程模拟
●铸造和连铸 ●固液两相区加工过程 ●热轧/锻压/挤压 ●焊接 ○HAZ热影响区 ○焊缝金属 ○电阻对焊接 ○激光焊 ○扩散焊 ○镦粗焊 ●板带连续退火 ●热处理 ●粉末冶金/烧结 ●合成（SHS）
一种Gleeble型热力模拟试验机用拉伸试样及卡具[实用新型专利]
![一种Gleeble型热力模拟试验机用拉伸试样及卡具[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0dec25a5b8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2b98.png)
专利名称：一种Gleeble型热力模拟试验机用拉伸试样及卡具专利类型：实用新型专利
发明人：赵宝纯,王辉,黄磊
申请号：CN202120557132.X
申请日：20210315
公开号：CN215866104U
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种Gleeble型热力模拟试验机用拉伸试样及卡具，试样夹持段为带有横截面沿试样拉伸方向逐渐增大的圆台形端头；卡具包括柱形卡环，内部沿其中轴线设有一台体通腔，外部沿其中轴线加工有螺纹；螺纹套环，内部设有一个圆柱体通腔，通腔的内表面加工有螺纹；锥形卡块，由两个以上分体组合而成，组合后形成一台体，沿该台体中轴线设有一台体通腔；楔形夹块，由两个以上分体组合而成，组合后形成一四棱台，大小和形状与试验机U型槽紧密配合，在四棱台的中轴线上设有一柱形空腔，空腔截面与对应的试样截面相适应。
本实用新型的试样利于加工，其配套的卡具能够方便地卡紧试样，通过增大卡具与试样的接触面积，实现对试样施加很大的加载力而不失效。
申请人：鞍钢股份有限公司
地址：114021 辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内
国籍：CN
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（1）简介
Gleeble热模拟试验
• Gleeble 是一部动态试验机，它能模拟金属材料
在热加工过程中的行为，简便地再现金属材料
的热加工现象。
• Gleeble 在模拟与测试过程中能够控制不同速度
的升降温、不同速度的拉压扭变形，同时记录
测试区中的温度、力、应变、应力等参数的变
9 钢的高温力学性能及相变测试
●钢的高温力学性能 （ 1 ）连铸过程铸坯产生的裂纹是常见的一种质量缺陷，
它产生原因很复杂，其中钢的高温力学性能有重要的影响，
充分了解铸坯冷却过程中钢的力学性能的变化，对制定合
理的连铸冷却工艺，避免连铸坯裂纹缺陷具有重要作用 。
（2）钢中化学成分和有害元素（例如 S、Cu、Sn）对钢 的高温力学性能有显著的影响。 怎样能够测出钢的高温力学性能？
一定体积的均温区。
（2.2） 机械系统 机械系统由高速伺服阀控制的液压驱动系统、力传递机械
装置以及力学参数的测量与控制系统所组成。
位移检测计 负载传感器
应变检测计 程序信号
例：若选择位移检测计的输出为反馈信号，那么试样的位移将随计 算机程序的给定值而变化，也就是说，由于采用了闭环控制系统， 反馈信号将与给定信号不断追随比较直到相等为止。
软件：一是Gleeble语言编程及操作控制软件；
二是模拟热加工过程（如焊接热影响区）的专用软件。
（3）Gleeble热/力学模拟机的型号与性能
随着计算机控制技术的应用以及测量系统的完善和机械 装置的改进，现在的Gleeble热/力学模拟机主要有Gleeble1500、2000、3200/3500/3800等系列型号，模拟精度和模
●钢的相变
（1）碳钢从高温以不同冷速降到低（室）温，
同一种钢的组织会由奥氏体转变为铁素体、珠光
体、贝氏体、马氏体等 ，钢的力学性能相应改
变。
（2）在钢的热处理过程中或者轧钢冷却过程
中钢的组织和性能控制经常用到CCT曲线（过冷
奥氏体连续冷却转变曲线）。
CCT曲线是怎样测出的？
9.1钢的高温力学性能及相变测试实验设备
拟技术的应用水平得到不断提高。
不同型号Gleeble模拟机的主要性能指标
型号 Gleeble 1500 性能 最大 10000℃/s 最小 保持温度恒 定 最大 140℃/s 急冷 10000℃/s 最大 10000℃/s 最小 保持温度恒 定 最大 140℃/秒 急冷 10000℃/s Gleeble 2000 Gleeble 3200 最大 10000℃/s 最小 保持温度恒 定 最大 140℃/s 急冷 10000℃/s Gleeble 3500 最大 10000℃/s 最小 保持温度恒 定 最大 140℃/s 急冷 10000℃/s Gleeble 3800 最大 10000℃/s 最小 保持温度恒 定 最大 140℃/秒 急冷 10000℃/s Gleeble 3000系列
加热
根据焦耳-楞次定律： Q I 2 Rt
次级回路不是纯电阻电路 ：I U
Z
（次级回路阻抗： Z R 2 X的加热速度或较高的加热温度（一定时间内产
生多的热量），必须提高次级输出电压。
温度测量与控制
温度的测量采用热电偶或光电高温计。 加热系统采用的是闭环伺服系统。伺服模块的功能是比较 这两个输入信号并为可控硅调节器提供脉冲，来实时调节 通过试样的电流大小，保持实际温度与程序温度相一致。
Gleeble试样夹持装置示意图
均温区
均温区：即为物理模拟试件的 工作区，其宽窄对模拟试验结 果有重要影响。 试样的轴向冷却产生了一个横 向的等温面，通过选择试样尺 寸、自由跨度和不同材质的卡 具，可以调节轴向温度梯度， 并可在试样的跨度的中部获得
Gleeble试样沿轴向温度分布示意图
Gleeble－1500热/力模拟试验机
Gleeble 模 拟 机 结 构 方 框 图
两个伺服闭环回路 力学系统伺服闭环回路 实现载荷控制、位移控制和应 变控制 加热系统伺服闭环回路 实现温度的精确测量
（2.1 ）加热系统 Gleeble 1500的加热系统主要由：加热变压器、温度测量与控
制系统、冷却系统三部分组成。
反馈信号
差值放大 控制回路
（2.3 ）计算机控制系统 计算机控制系统是Gleeble热/力学模拟试验机的心脏，它
提供了用于闭环控制的热和力学系统所需的所有变量信号。 通过控制柜的各种模块（插件）实现D/A及A/D转换，对热、力
系统进行实时闭环控制； 数据采集系统，可实现数据采集及分析处理 ；
化。
• 可对金属材料的铸造、成形、热处理及焊接工
艺等各个制备阶段的工艺与材料的性能进行精 确的模拟与测试。
（2）工作原理（以Gleeble-1500为例）
• Gleeble系统主要有：加热系统、机械系统、计算 机数字控制系统三大部分组成；
• 两个伺服闭环回路：加热系统伺服闭环回路、力
学系统伺服闭环回路。
最大 1000 mm/s 最小 0.01 mm/s
最大 2000 mm/s 最小 0.01 mm/s
（4）Gleeble应用范围 （包括但不局限于以下几个方面）
1、材料测试
●高/低温拉伸测试 ●高/低温压缩测试 ○单轴压缩 ○平面压缩 ○应变诱导裂纹（SICO） ●熔化和凝固 ●零强度/零塑性温度确定 ●热循环/热处理 ●膨胀/相变，TTT/CCT曲线 ●裂纹敏感性试验 ●形变热处理 ○应变诱导析出 ○回复，再结晶 ○应力松弛析出试验 ○蠕变/应力破坏试验 ●液化脆性断裂研究 ●固/液界面研究 ●固液两相区材料变形行为 ●热疲劳，热/机械疲劳
极性相反 计算机信号 反馈信号
实际温度=程序温度，合成为零 程序温度＞反馈温度→提供变化了的触发脉冲宽度→加宽可 控硅导通角→增加输出电流→加热
冷却
冷却系统：试样与夹具的接触传导、喷水（喷气）急冷装置 。
冷却速率影响因素：试件的材质 、试件的尺寸、夹头材料、 试样的自由跨度。
加热速度
冷却速度
最大载荷
拉速/压缩 8.1t 动态载荷 5.4t
最大 1000mm/s 最小.000017 mm/s
拉速/压缩 20t 动态载荷 8t
拉速/压缩 2t
拉速/压缩 10t 动态载荷 5t
20t压缩/10t拉伸 动态载荷 8t
位移速度
最大 2000 mm/s 最小 0.01 mm/s
最大 100 mm/s