STR-HCC1600高溫荷軟蠕變測試儀
耐火材料高溫荷軟蠕變測試儀技術方案方案信息
文件編號：STR-2025-HCC-01
版本號：V1.0
發布日期：2025-05-14
編制單位：洛陽賽特瑞高溫儀器有限公司
文件適用：僅限內部學習
概述簡介
STR-HCC1600高溫荷軟蠕變測試儀采用伺服恒應力加載+對開高溫爐+石墨/陶瓷壓頭+激光位移系統，在室溫至1600℃、0.2-2.0 MPa范圍內對耐火材料、陶瓷、CMC等試樣進行荷重軟化點（HMS）、蠕變率、蠕變斷裂時間測試。設備符合GB/T 5073、ASTM C832、ISO 3187等最新標準，一鍵式軟件自動計算軟化點、蠕變率及斷裂壽命，適用于質檢、研發及第三方校準實驗室。
遵循標準
1. GB/T 5073-2022《耐火材料 高溫荷重軟化溫度試驗方法（非差示）》
2. ASTM C832-23《Standard Test Method for Determining Thermal Conductivity by Guarded Hot Plate》
3. ISO 3187:2021《Refractory products — Determination of creep in compression》
4. JJF(有色金屬)XXXX-2025 高溫荷軟蠕變測試儀校準規范（征求意見稿）
用途
1. 耐火磚、澆注料荷重軟化點（HMS）出廠檢驗
2. 高純鎂砂、鉻剛玉磚1600℃蠕變率評價
3. 陶瓷基復合材料（CMC）高溫壓縮蠕變壽命測試
4. 高校、科研院所材料高溫力學性能基礎研究
原理
在高溫爐內對圓柱試樣施加恒定壓縮應力，按0.2-2.0 MPa設定，以5℃/min升溫至目標溫度或按恒溫蠕變模式保持，實時記錄試樣高度變化與載荷-時間曲線，自動計算：
? 荷重軟化點：變形速率達0.2 mm/min對應的溫度
? 蠕變率：ε=(ΔL/L?)/Δt，單位 %/h
? 斷裂時間：變形>10 %或載荷跌落>5 %自動停機
主要技術參數
| 序號 | 項目 | 規格 |
|---|---|---|
| 1 | 設備名稱 | 耐火材料高溫荷軟蠕變測試儀 |
| 2 | 英文名稱 | High-Temperature HMS & Creep Tester for Refractories |
| 3 | 設備型號 | STR-HCC1600 |
| 4 | 設備廠商 | 洛陽賽特瑞高溫儀器有限公司 |
| 5 | 設備結構 | 立式四立柱伺服恒應力主機+對開高溫爐+石墨/陶瓷壓頭+激光位移+測控柜 |
| 6 | 最大試驗力 | 100 kN（50 kN 可選） |
| 7 | 試驗溫度 | 室溫 – 1600 ℃ |
| 8 | 長期工作溫度 | ≤1580 ℃ |
| 9 | 控溫精度 | ±2 ℃（三段PID） |
| 10 | 升溫速率 | 0.1 – 20 ℃/min 可編程 |
| 11 | 恒溫區長度 | ≥150 mm，溫差 ≤±3 ℃ |
| 12 | 應力范圍 | 0.2 – 2.0 MPa 可編程，精度 ±0.5 %FS |
| 13 | 壓頭材質 | 石墨（標配）/Si?N?（選配），耐 1600 ℃ |
| 14 | 位移測量 | 激光干涉儀，分辨率 0.1 μm，范圍 0 – 25 mm |
| 15 | 位移精度 | ±0.5 %FS |
| 16 | 試驗行程 | 200 mm（高溫有效 100 mm） |
| 17 | 試驗速率 | 0.001 – 50 mm/min 無級調速 |
| 18 | 力值精度 | ±0.5 %FS（0.2 級） |
| 19 | 真空度 | ≤5×10?3 Pa（選配擴散泵機組） |
| 20 | 氣氛 | 空氣、Ar、N?（可選） |
| 21 | 電源 | AC 380 V 50 Hz 三相五線，功率 15 kW |
| 22 | 冷卻水 | 去離子水，流量 ≥15 L/min，壓力 0.3 MPa |
| 23 | 外形尺寸 | 主機 1000×800×2800 mm；爐體 ?500×700 mm |
| 24 | 整機重量 | ≈ 2200 kg |
可增選配置
1. 200 kN 高剛度機架——高強陶瓷基復合材料
2. 真空機組（10?3 Pa）——防止碳/氧污染
3. 石墨爐（2100 ℃）——超高溫合金、陶瓷
4. 激光測振儀——非接觸彈性模量同步測試
5. 21CFR Part11 審計追蹤軟件包
6. 自動上下料機器人——生產線在線抽檢
結構特點
1. 主機框架：四立柱高剛度鑄造結構，剛度 ≥500 kN/mm；伺服恒應力油源內置靜音泵，噪聲 ≤65 dB
2. 高溫爐：對開式，硅鉬棒18支環形布置，爐襯全纖維+反射屏，外殼水冷≤45 ℃；側面藍寶石觀察窗
3. 壓頭模塊：石墨/Si?N? 雙材質可換，R=5 mm，耐 1600 ℃；下壓頭設對中槽，偏心 ≤0.05 mm
4. 激光位移模塊：爐頂/底各1臺激光干涉儀，石英窗水冷至<60 ℃，分辨率 0.1 μm，實時校準
5. 真空/氣氛模塊：前級旋片泵+擴散泵（選配），不銹鋼波紋管，真空度≤5×10?3 Pa
6. 測控柜：24-bit動態信號分析儀，Win 10中文界面，自動計算HMS、蠕變率、斷裂時間，導出*.xls/*.csv
標準配置清單
| 名稱 | 數量 |
|---|---|
| 主機爐體（1600 ℃） | 1 套 |
| 伺服恒應力主機 100 kN | 1 套 |
| 石墨壓頭（上下各1） | 2 只 |
| 激光干涉位移系統 | 1 套 |
| 控溫柜（PID+SCR） | 1 套 |
| 內置冷水機 5 P | 1 臺 |
| 電腦+軟件+打印機 | 1 套 |
| 制樣夾具 | 1 套 |
| 工具包 | 1 套 |
易損件與使用壽命
| 名稱 | 壽命參考 | 備注 |
|---|---|---|
| MoSi? 加熱棒 | ≥5000 h/1580 ℃ | 避免 400-700 ℃ 長期停留 |
| 石英觀察窗 | 1 – 1.5 年 | 定期擦拭，防止失透 |
| 石墨壓頭 | 200 – 300 次 | 出現裂紋或磨損 >0.2 mm 更換 |
| 激光反光板 | 300 – 500 次 | 表面污染后酒精擦拭 |
售后質保
整機 1 年（易損件除外）；終身技術支持；軟件終身免費升級；48 h 響應，7 d 到場。
包裝運輸
小件木箱熏蒸，內襯防潮袋+防震泡沫；大件鋼邊膠合板+纏繞膜，頂部吊環，底部叉車槽；符合 ISPM15。
使用環境要求
溫度 5 – 35 ℃，RH ≤80 %，無凝露；地面承重 ≥500 kg/m2，水平度 ≤2 mm/2 m；配電：三相 380 V±10 %，50 Hz，獨立 32 A 斷路器，可靠接地 <4 Ω；冷卻水：去離子水，流量 ≥15 L/min，壓力 0.3 MPa，出口溫度 ≤35 ℃。
使用注意事項（含加熱元件）
1. 嚴禁在 400 – 700 ℃ 段長時間保溫，防止 MoSi? 粉化
2. 爐溫 >300 ℃ 禁止斷水；試驗結束先停加熱，待 <200 ℃ 再關水冷機
3. 激光反光板禁止手摸，防止油污增大散射
4. 更換加熱棒必須整體成對更換，確保阻值匹配（±0.2 Ω）
5. 真空試驗時，先機械泵再擴散泵，破空前充 Ar 至常壓，防止油蒸汽污染
操作方法（SOP級）
1. 開機：冷水機→真空/氣氛→控溫→電腦軟件
2. 制樣：按標準裁切φ50×50 mm，兩端研磨平整，激光打標
3. 裝樣：放置于下壓頭中心，激光對準標記點，輕預緊（≤50 N）
4. 關閉爐體→抽真空至 10 Pa→回充 Ar 至 0.05 MPa（如用）
5. 設定：升溫速率 5 ℃/min，目標溫度，應力 0.2 MPa，位移采樣 1 Hz
6. 測試：軟件自動采集力-位移-時間，計算 HMS、蠕變率、斷裂時間
7. 結束：爐溫 <200 ℃ 破空，取出試樣，導出報表
特別強調
本設備含 1600 ℃ 高溫、高壓油源及激光輻射，必須由接受過廠家培訓并考核合格的專業人員操作；未經培訓人員擅自開機造成的一切損失，廠方不承擔質保責任。
選型與采購提示
1. 若僅測 1000 ℃ 以下，可選硅碳棒爐型
2. 高頻率質檢線建議加配“自動上下料”模塊
3. 真空/氣氛需求必須在簽約前確認，后期改造費用高
GB/T 5072-2022 與 GB/T 5073-2022 的核心區別在于：
試驗性質不同
GB/T 5072-2022 是常溫耐壓強度試驗（Compressive Strength at Room Temperature），試樣在 20±2 ℃下加載至破壞，得到最大抗壓強度
GB/T 5073-2022 是高溫壓蠕變試驗（Compression Creep at Elevated Temperature），在恒定高溫（≤1600 ℃）和恒定應力下，連續測量試樣高度隨時間的變化，計算蠕變率與蠕變斷裂時間
試驗溫度與加載方式
5072：室溫單次加載，加載速率 1.0 MPa/s（致密制品）
5073：高溫恒應力，0.2–2.0 MPa 恒定壓力，恒溫≥2 h，升溫速率 5 ℃/min，需激光/光柵實時位移測量
試樣尺寸與結果輸出
5072：50×50×50 mm 立方體，結果給出抗壓強度（MPa）
5073：φ50×50 mm 圓柱或 50×50×50 mm，結果給出蠕變率（%/h）、斷裂時間（h）及蠕變曲線
設備差異
5072：常溫萬能試驗機即可
5073：需高溫蠕變爐、恒應力加載機構、激光位移系統和多路溫度采集
因此，兩者不可替代：5072用于常溫強度質檢，5073用于高溫長時尺寸穩定性評價。
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