钢管是一种经济型钢材,在国民经济中占有重要地位。热处理工艺是提高钢管产品性能的一种重要手段。通过对管材采取不同的加热和冷却工艺,可以使钢管获得不同的力学性能和微观结构,为新产品的研发开辟了广阔的空间。此外,管材柔性热处理试验设备的研制也使得研究人员不必在实际生产中对试验材料进行热处理,而是将复杂冗长的生产线所要实现的功能集合在一台设备中来实现。这样在既不耽误实际生产任务,又提高了产品的试验效率,比较真实地模拟了钢管在实际生产中的热处理过程,对新产品的开发和工艺优化有着重要作用。管材柔性热处理设备可以实现在保护性气氛条件下对要求规格范围内的管材及板材进行不同加热和冷却速率的各种高精度热处理工艺的模拟。在整个试验中采用数字化操控系统自动控制整个试验过程,并建立一个可以实现试验数据存储、查询和报表等多种功能的数据库,从而为实现研究人员对不同材质的管材与板材进行热处理工艺和机理的研究提供试验依据,达到为人们开发原材料及管材热处理工艺技术提供指导的目的。本文研究的内容及成果如下：(1)结合设备和零部件的实物照片,对管材柔性热处理设备的炉体部分,夹具系统、真空系统和保护气系统的性能参数和功能作用做出了详细说明,对液压系统的组成部件和工作原理进行了简要论述。(2)针对当前钢管控冷技术的研究与应用的相对不足,管材柔性热处理设备将超快冷技术融合进管材的热处理过程。可以采用直接扩散、喷气、喷水和喷气雾等多种冷却方式,并对设备的喷水装置采用周期性摆动的螺旋喷水式设计,使试样特别是管材试样的外壁冷却更加均匀。配合设备的辅助内喷水冷却后,管材内外壁均可获得快速均匀的冷却效果。(3)针对热模拟试样尺寸较小,在热模拟试验后无法开展一些必须使用较大试样才能完成的试验的缺陷,本设备专门按照较大尺寸试样对各个功能系统进行设计,热处理试验时可以选用尺寸范围更宽的较大试样进行加热和冷却试验,弥补了传统热模拟实验的不足。(4)为了使试验人员更加灵活的设计热处理工艺制度,本设备的上位机配置了功能丰富的参数设定人机界面。该界面涵盖了试验中所能用到的加热和冷却等诸多工艺参数,增加了热处理工艺制度的多样性,最终可以达到对管材和板材热处理过程柔性化设计的目的。(5)针对管材柔性热处理设备控制系统的设计原则,对系统选型、硬件配置、通讯设置、功能任务分配等进行合理规划；依托现有控制系统硬件结构,选择合适的编程软件即美国NI公司的LabVIEW2010和德国西门子的STEP7,搭建软件平台,并对软件结构做出说明。(6)为了方便试验人员查看试验数据,设备的控制系统还设置了功能强大的数据库,根据数据量的大小和数据类型的不同,采取不同的数据存储结构。程序主要使用LabSQL和LabVIEW SQL Toolkit两种数据库访问工具包来实现数据库的连接和互访。该数据库可以实现对以前保存到数据库中的所有试验数据的查询功能、修改功能、删除功能、绘图功能和报表功能,为试验人员研究热处理工艺提供了便捷的数据库平台。