Servohydraulický simulátor deformací za tepla HDS-20 je stavebnicový soubor zařízení s hlavními komponentami nejnovějšího plastometru Gleeble 3800 renomované firmy Dynamic Systems Inc., USA (jediného v České republice) a simulačního modulu Hydrawedge II.

1

Experimentální komplex tohoto typu, využívající zejména různé sofistikované režimy deformace tlakem nebo tahem, je v celosvětovém měřítku všeobecně považovaný za standard v oblasti v oblasti výzkumu deformačního chování materiálu za tepla. Díky mnoha patentovaným technikám a speciálnímu řídicímu počítačovému systému splňuje mj. nejnáročnější požadavky na dynamické tepelně mechanické zkoušení a simulaci reálných víceúběrových procesů tváření nebo tepelného zpracování kovových materiálů. Plastometr Gleeble 3800 je plně integrovaný teplotně-mechanický testovací systém s uzavřenou (zpětnovazebnou) řídicí smyčkou. Digitální systém řízení procesů, archivace a zpracování naměřených dat kombinuje průmyslové procesory s programy pracujícími na řídicím počítači pod operačním systémem Windows. Při odporovém ohřevu je možno rychlostí až 10000 °C·s-1 dosáhnout maximální teploty vzorku 1700 °C. Povrchová teplota vzorku je měřena až čtyřmi navařenými termočlánky, registrována stejně jako jiné měřené veličiny frekvencí max. 50 kHz a regulována s vysokou přesností při naprogramovaných izotermických výdržích i dílčích lineárních změnách teploty. Ochlazování vzorku lze volit volné (s odvodem tepla do čelistí při maximální ochlazovací rychlosti řádově 102 °C·s-1), s pomocí vzduchových trysek nebo kalením vodou (s rychlostí řádově 103 °C·s-1).

Zkoušky jednoosým tahem za tepla, polotepla i studena mohou být prováděny na dlouhých válcovitých vzorcích o průměru až 10 mm rychlostí 0,001 – 2000 mm·s-1 při maximální síle 98 kN. 

2

Izotermické zkoušky jednoosým tlakem jsou realizované nejčastěji na krátkých válcovitých vzorcích o průměru 10 mm a výšce 12 či 15 mm při velmi širokém rozsahu deformační rychlosti 10-3 – 102 s-1 a zatěžovací síle max. 196 kN.

Výměnný modul Hydrawedge II umožňuje dosáhnout deformační rychlosti v tlaku až 100 s-1, čehož se využívá při zjišťování spojitých křivek deformace-napětí různých kovových materiálů (na VŠB-TU Ostrava kromě ocelí i slitin hliníku, titanu, niklu, intermetalických slitin aj.) v širokém rozsahu teplot i deformací, resp. při simulacích reálných tvářecích procesů. Během optimalizačních simulací mohou být úzkým kovadlem tvářeny hranolovité vzorky o výšce až 20 mm, když nedeformované oblasti vzorku plní funkci volných konců omezujících tok materiálu v příčném směru. Výsledkem je výhodný rovinný stav deformace, velmi podobný např. deformačním poměrům u podélného válcování a u vybraných operací volného kování. Každý z max. 20 naprogramovatelných úběrů o délce trvání min. 0,018 s může probíhat při konkrétní teplotě a deformační rychlosti. Samozřejmostí je velmi přesné řízení teplotního režimu v průběhu celého cyklu, ve fázi anizotermického tváření i následujícího řízeného ochlazování.

 3

Pro studium fázových transformací ocelí a sestavování rozpadových diagramů austenitu jsou využívány dva dilatometrické moduly plastometru Gleeble 3800 a speciální vyhodnocovací CCT software. Zásadní je možnost aplikace předchozí definované deformace tlakem a kvantifikace vlivu této deformace na kinetiku následných fázových transformací (sestavování DCCT diagramů). Systém s odolným magnetickým snímačem pro kontaktní měření malých pohybů (LVDT) funguje při teplotě vzorku až 1400 °C. Skenovací bezkontaktní optický systém pro dilatometrii a extenzometrii zaručuje vyšší přesnost i efektivitu experimentů a větší rozsah měření.