一种高温拉伸试样伸长率的测定方法技术

本发明专利技术涉及高温拉伸试验中测定金属材料力学性能的方法，尤其涉及一种高温拉伸试样伸长率的测定方法。将试样置入溶液中，每次下降相同的距离d，mm；绘制溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降距离d之间的关系曲线，若A点对应于试样下降距离为d1，mm，B点对应于试样下降距离为d2，mm，则L＝d2‑

【技术实现步骤摘要】
一种高温拉伸试样伸长率的测定方法


[0001]本专利技术涉及高温拉伸试验中测定金属材料力学性能的方法，尤其涉及一种高温拉伸试样伸长率的测定方法。

技术介绍

[0002]热力模拟实验机是一种用于材料科学领域的物理性能测试仪器，热力模拟试验是利用小试样，借助热力模拟实验机，进行冶金材料研究的重要手段，在新品开发和工艺优化中起重要作用。热力模拟实验机的主要功能是再现材料(特别是钢铁材料)在制备或热加工过程中的受热，或同时受热及受力的物理过程，研究材料的组织或性能的变化规律，评定或预测材料在制备或受热过程中出现的问题，为制定合理的加工工艺以及研制新材料提供理论指导和技术依据。
[0003]现阶段为了研究铸坯在连铸过程中的塑性性能，普遍采用热力模拟试验机将试样加热到较高温度区间，在高温区保温一段时间，然后降到某一温度，最后以一定的拉伸速率进行高温拉伸，直至试样被拉断，对拉断后试样的横断面面积进行分析，从而获得断面收缩率。
[0004]但是，反映塑性这一力学性能的参数除了断面收缩率外，还有断后的延伸率。对于延伸率的测量，普遍集中于室温拉伸试样伸长率的测量。由于材料在高温状态下具有一定的流动性，且通过热力模拟试验机进行试样加热时，试样的温度分布具有一定梯度，因此，试样在拉伸变形时，并不是整个试样都参与变形，这在电阻型热力模拟试验机上表现更为明显。如果在计算伸长率时，仍然采用原来整个试样的长度，必然会产生较大误差。
[0005]因此，针对高温拉伸试样伸长率的计算，还没有现行有效的测定方法。由于高温拉伸试样在高温状态下具有温度不均、变形不均等特点，致使不能简单地按照试样断后的长度与原长只差再除以原长来计算试样的伸长率，还需提出更有效、准确的方法测定高温拉伸试样伸长率。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种高温拉伸试样伸长率的测定方法。能够有效、准确的测定高温拉伸试样的伸长率。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种高温拉伸试样伸长率的测定方法，该方法具体包括如下步骤：
[0009]步骤1)通过模拟实验获得试样。
[0010]选用模拟试样为棒状的圆柱体，通过热力模拟试验机，按照预定的实验方案对模拟试样进行加热、保温、降温，然后进行拉伸，直至将试样拉断，得到断成两段的试样。
[0011]将两段试样进行对接共轴成为一个整体，通过磁化或粘连将两段试样接合成试样拉伸断开瞬间时的状态。
[0012]步骤2)采用不与试样发生反应的溶液，取一盛满足量溶液的容器，置于水平面上。
将步骤1中两段对接好的试样轴线垂直于溶液的液面，沿着垂直于溶液液面的方向，缓慢置于该溶液内。
[0013]在置入的过程中，可以采用两种方式：一是每次下降相同的距离d，mm；二是试样匀速下降，下降速度为v，mm/s。
[0014]试样下降时，记录溶液液面的升高H，mm；溶液与浸入其中的试样的总体积V，ml。
[0015]步骤3)绘制步骤2中，溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降距离d之间的关系曲线，或溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降时间t之间的关系曲线。
[0016]试样刚浸入溶液时，曲线呈现直线上升。当试样的台状部分浸入溶液时，曲线的斜率也随之减小。试样继续下降到另一段时，曲线的斜率也随之增大。最后，曲线又呈直线上升状态。
[0017]步骤4)基于步骤3绘制的曲线分析，对曲线进行一阶微分，得到曲线的斜率随着试样下降距离d或曲线的斜率随着试样下降时间的变化关系曲线。
[0018]试样浸入溶液中的横截面面积开始减小，即进入试样开始发生变形区，该点记为A。当体积增量又恢复至恒定值的点记为B。
[0019]则通过图中曲线可知，A、B两点间的部分对应于试样发生伸长变形的部分，由此可以确定试样真正发生变形部分的长度，即试样变形部分经过拉伸后的长度L对应于由A到B过程中，试样向溶液进入的距离L，mm。
[0020]若A点对应于试样下降距离为d1，mm，B点对应于试样下降距离为d2，mm，则
[0021]L＝d2‑
d1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0022]若A点对应于试样下降时刻为t1，s，B点对应于试样下降时刻为t2，s，则
[0023]L＝(t2‑
t1)
×
v
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0024]步骤5)试样高温拉伸后的伸长量计算。测出试样原始长度l0，mm，测出步骤1中，两段试样接合成试样的长度l1，mm，则高温拉伸的变形量ΔL mm，为
[0025]ΔL＝l1‑
l0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0026]步骤6)高温拉伸试样伸长率的计算。根据步骤4和步骤5确定的L和ΔL，可以确定出试样实际发生变形部分的原长L0为
[0027]L0＝L
‑
ΔL
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0028]则按照伸长率计算公式可得伸长率λ，％，为
[0029][0030]由公式(5)即可以获得试样经高温拉伸后的伸长率。
[0031]与现有方法相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术通过建立试样浸入溶液过程中引起的体积增量与试样下降距离或试样匀速下降时间的关系曲线，准确地找到对应于试样实际发生变形点，进而能够准确确定出高温拉伸试样实际发生变形的长度，而不是将整个试样的长度作为原始长度进行伸长率的计算，在充分考虑高温拉伸试样变形不均的情况下，能够更合理、准确地测定出高温拉伸试样的伸长率。
附图说明
[0033]图1是本专利技术溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降距离d之间的关系曲线示意图；
[0034]图2是本专利技术溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降时间t之间的关系曲线示意图；
[0035]图3是本专利技术溶液与浸入其中的试样的总体积增量ΔV与试样下降距离d之间的关系曲线示意图；
[0036]图4是本专利技术溶液与浸入其中的试样的总体积增量ΔV与试样下降时间t之间的关系曲线示意图；
[0037]图5是本专利技术实施例1、3、5测定的溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降距离d之间的关系曲线图；
[0038]图6是本专利技术实施例1、3、5测定的溶液与浸入其中的试样的总体积增量ΔV和试样下降距离d之间的关系曲线图；
[0039]图7是本专利技术实施例2、4、6测定的溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降时间t之间的关系曲线图；
[0040]图8是本专利技术实施例2、4、6测定的溶液与浸入其中的试样的总体积增量ΔV和试样下降时间t之间的关系曲线。
具体实施方式
[0041]本专利技术公开了一种高温拉伸试样伸长率的测定方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温拉伸试样伸长率的测定方法，该方法具体包括如下步骤：步骤1)采用棒状试样，对试样进行加热、保温、降温，然后进行拉伸，直至将试样拉断，得到断成两段的试样；将两段试样进行对接，共轴成为一个整体，将两段试样接合成试样拉伸断开瞬间时的状态；步骤2)采用不与试样发生反应的溶液，将溶液注入容器内，容器置于水平面上；将对接后的试样轴线垂直于溶液的液面，沿着垂直于溶液液面的方向，置于该溶液内；在置入的过程中每次下降相同的距离d，mm；试样下降时，记录溶液液面的升高H，mm；溶液与浸入其中的试样的总体积V，ml；步骤3)绘制步骤2)中，溶液与浸入其中的试样的总体积V和试样下降距离d之间的关系曲线；步骤4)基于步骤3)绘制的曲线分析，对曲线进行一阶微分，得到曲线的斜率随着试样下降距离d的变化关系曲线；试样浸入溶液中的横截面面积开始减小，即进入试样开始发生变形区，该点记为A；当体积增量又恢复至恒定值的点记为B；则通过图中曲线可知A、B两点间的部分对应于试样发生伸长变形的部分；若A点对应于试样下降距离为d1，mm，B点对应于试样下降距离为d2，mm，则L＝d2‑
d1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)步骤5)试样高温拉伸后的伸长量计算；测出试样原始长度l0，mm，测出步骤1)中，两段试样接合成试样的长度l1，mm，则高温拉伸的变形量ΔL mm，为ΔL＝l1‑
l0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)步骤6)高温拉伸试样伸长率的计算；根据步骤4)和步骤5)确定的L和ΔL，确定出试样实际发生变形部分的原长L0为L0＝L
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵宝纯，李新，黄磊，王英海，黄健，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：