一种热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样及其装夹方法技术

本发明专利技术涉及热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样及其装夹方法。试样有一个试样圆棒，试样圆棒长120mm，圆棒两端头部各有一个限位圆头，限位圆头的厚度为10mm，限位圆头的直径不小于18mm，在两个限位圆头之间是中间棒，中间棒的直径为10mm，在中间棒的两端各有一个承载垫块，承载垫块紧靠限位圆头；承载垫块为圆形厚度5mm，在承载垫块上有宽度不小于10.5mm的径向槽，径向槽的槽底为圆弧槽底。其装夹方法是把承载垫块的径向槽插进试样的中间棒，分别靠紧试样两端的限位圆头；把热模拟试验机上两对拉伸铜夹具与中间棒合拢抱紧。本发明专利技术的试样与装夹方法避免开裂，完全满足连铸坯试样材料的热塑性研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样及其装夹方法。
技术介绍
在钢铁冶金生产过程中，为了制定正确的连铸工艺参数，需要研究温度、应变速率和冷却速度对断面收缩率的影响，一般采用高温拉伸试验对钢铁材料连铸坯进行热塑性研究。根据热模拟试验机厂家提供的铜夹具规格及对均温区长度的要求，高温拉伸试样尺寸要求为Φ10mm×120mm且两端头部车出15mm长的螺纹，两端螺纹处旋套上螺母便于拉伸施加载荷，试样的冷加工性能必须满足机加工样品制备的要求且螺纹不能开裂，以符合上机试验的装配要求。但对于某些钢种材料的连铸坯，由于其内部结构晶粒尺寸粗大或分布不均匀，在机加工样品制备时，两端头部的螺纹开裂严重、无法完成规范的螺纹，导致此类钢种的热塑性研究工作无法开展，无法为生产现场连铸工艺制定提供理论支持，很大程度上影响该类材料的开发进度和稳定性生产。
技术实现思路
为了克服现有热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样存在开裂的缺点，本专利技术提供一种避免开裂的热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样，本试样结构简单，在热模拟试验机上装配后的自由跨距和加热后的均温区长度与热模拟厂家要求的试样完全保持一致，完全满足连铸坯试样材料的热塑性研究。本专利技术的另一目的是提供热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样的装夹方法。本热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样整体有一个试样圆棒，其特征是：试样圆棒总长为120mm（为了与热模拟试验机原配铜夹具和对均温区长度要求相适应），圆棒两端头部各有一个限位圆头，限位圆头沿圆棒长度方向的厚度为10mm，限位圆头的直径不小于18mm（这个尺寸能更好的承载拉伸试验过程中的受力），限位圆头的直径不要大于40mm，否则会影响轻载不锈钢卡具在机器上的安装。在两个限位圆头之间是中间棒，中间棒的直径为10mm，在中间棒的两端各有一个承载垫块，承载垫块紧靠限位圆头；承载垫块为圆形、厚度5mm，承载垫块的直径不小于Φ20mm，一般直径在Φ40mm±5mm，如果直径超过45mm的话，会影响轻载不锈钢卡具在机器上的安装。在承载垫块上有宽度不小于10.5mm的径向槽，径向槽的槽底为圆弧槽底，圆弧槽底的半径不小于5.25mm。前述的热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样，其特征是：所述的试样圆棒和承载垫块的表面粗糙度Ra≤3.2μm。前述的热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样，其特征是：所述的圆弧槽底的圆心与承载垫块的圆心同心。本热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样的装夹方法，热模拟试验机进行连铸坯高温拉伸试验试样与（试验圆棒和承载垫块）厂家原配的拉伸铜夹组合装配使用。在平面工作台上，把两片承载垫块的径向槽插进试样的中间棒，并分别靠紧试样两端的限位圆头。热模拟试验机Gleeble3800上有左右两个拉伸铜夹具（通常叫楔形拉伸铜夹具），每个拉伸铜夹具有上下两个夹具半圆块，两个夹具半圆块合并形成铜夹具对合孔。把两对拉伸铜夹具上的两个夹具半圆块与中间棒合拢抱紧，并且铜夹具外端面分别靠紧试样两端的承载垫块。至此，试样在平面工作台上的装夹结束，将装夹好的试样安装在热模拟试验机的真空腔体内。这与热模拟试验机厂家提供的长120mm、两端为15mm螺纹高温拉伸试样在平面工作台上的装配方法相适应，获得了相同的30mm自由跨距和10mm均温区。通过上述热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样的装夹方法，对本专利技术的热模拟试验机进行连铸坯高温拉伸试验试样进行拉伸试验，获得了30mm的自由跨距和10mm的均温区，与热模拟试验机厂家提供的长120mm、两端为15mm螺纹的高温拉伸试样，获得的30mm自由跨距和10mm均温区完全一致，得到的温度梯度完全一致，从而保证了热加工数据结果准确稳定。前述的在热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样的装夹方法，热模拟试验机的型号为Gleeble3800。前述的在热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样的装夹方法中，对试样进行装夹时要与承载垫块、拉伸铜夹具组合配套使用。专利技术的有益效果利用本专利技术的热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样及其装夹方法，避免开裂可在热模拟试验机上进行热塑性研究，同时装配承载垫块、拉伸铜夹具组合装配使用，可以获得较陡的温度梯度，获得与热模拟试验机厂家提供的长120mm、两端为15mm螺纹的高温拉伸试样，获得的30mm自由跨距和10mm均温区完全一致，从而保证了热加工数据结果准确稳定。本专利技术所述的试样简单、装配便捷，增加的两块承载垫块易于加工且可重复使用；利用本专利技术的试样在后续上机进行热塑性研究的过程与原厂家提供的研究方法完全一致，通过高温拉伸试验测得的数据，便于绘制出变形温度与断面收缩率Z的曲线关系，评价连铸坯在凝固后冷却过程中的热塑性性能，为制定连铸工艺参数提供了理论支持，为防止连铸坯裂纹等缺陷提供基础保障。附图说明图1是本热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样的主视图。图2是垫块的形状图。图3是本热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样在铜夹具的安装图，图中局部剖开。图4是图3中铜夹具的左视图上述图中：1.试样圆棒，2.限位圆头，3.承载垫块，4.中间棒，5.径向槽，6.圆弧槽底，7.拉伸铜夹具，8.热模拟试验机进行连铸坯高温拉伸试验试样，9.铜夹具合缝，10.铜夹具对合孔，11.铜夹具外端面，12.夹具半圆块。图5变形温度1200℃的拉伸试验曲线。图6变形温度1100℃的拉伸试验曲线。图7变形温度1000℃的拉伸试验曲线。图8变形温度900℃的拉伸试验曲线。图9变形温度800℃的拉伸试验曲线。具体实施方式下面结合实施例及其附图详细说明本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的具体实施方式不局限于下述的实施例。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。试样实施例本实施例运用热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样，把试样直接应用在热模拟试验机Gleeble3800上进行高温拉伸试验。本实施例选用试验材料为铁硅硼非晶母合金、承载垫块材料选用304不锈钢。本热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样的形状见图1，它有一个试样圆棒1，试样圆棒1总长120mm（包括限位圆头2），试样圆棒1的两端各有一个限位圆头2，限位圆头2沿圆棒长度方向的厚度为10mm、直径为Φ18mm，在两个限位圆头2之间是中间棒4，中间棒4的直径为Φ10mm，在中间棒4的两端各有一个承载垫块3，承载垫块3靠紧限位圆头2。承载垫块3为圆形、厚度5mm，承载垫块3的直径为Φ40mm，在承载垫块3上有宽度10.5mm为U型的径向槽5，径向槽5的槽底为圆弧槽底6，圆弧槽底6的圆心与承载垫块3的圆心同心，圆弧槽底6的半径为5.25mm，见图2。本实施例中试样圆棒1和承载垫块3的表面粗糙度Ra=3.2μm。装夹方法实施例在平面工作台上，把两片承载垫块3的径向槽5插进试样的中间棒4，并分别靠紧试样两端的限位圆头2。热模拟试验机Gleeble3800上有左右两个拉伸铜夹具7（通常叫楔形拉伸铜夹具），每个拉伸铜夹具7有上下两个夹具半圆块12，两个夹具半圆块12合并形成铜夹具对合孔10。把两对拉伸铜夹具7上的两个夹具半圆块12与中间棒4合拢抱紧，并且铜夹具外端面11分别靠紧试样两端的承载垫块3，见图3与图4。至此，试样在平面工作台上的装夹结束，将装夹好的试样安装在热模拟试验机的真空腔体内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样,它有一个试样圆棒，其特征是：试样圆棒总长为120mm，圆棒两端头部各有一个限位圆头，限位圆头沿圆棒长度方向的厚度为10mm，限位圆头的直径不小于18mm，限位圆头的直径不能大于40mm;在两个限位圆头之间是中间棒，中间棒的直径为10mm，在中间棒的两端各有一个承载垫块，承载垫块紧靠限位圆头；承载垫块为圆形、厚度5mm，承载垫块的直径不小于Φ20mm;在承载垫块上有宽度不小于10.5mm的径向槽，径向槽的槽底为圆弧槽底，圆弧槽底的半径不小于5.25mm。

【技术特征摘要】
1.一种热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样,它有一个试样圆棒，其特征是：试样圆棒总长为120mm，圆棒两端头部各有一个限位圆头，限位圆头沿圆棒长度方向的厚度为10mm，限位圆头的直径不小于18mm，限位圆头的直径不能大于40mm;在两个限位圆头之间是中间棒，中间棒的直径为10mm，在中间棒的两端各有一个承载垫块，承载垫块紧靠限位圆头；承载垫块为圆形、厚度5mm，承载垫块的直径不小于Φ20mm;在承载垫块上有宽度不小于10.5mm的径向槽，径向槽的槽底为圆弧槽底，圆弧槽底的半径不小于5.25mm。2.根据权利要求1所述的热模拟试验机连铸坯高温拉伸试验试样，其特征是：所述的试...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉晓洁，刘彦东，赵振铎，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14