CN104198671A - 一种实现多道次连轧试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用stroke控制模式在Gleeble3800通用单元上实现多道次连轧模拟试验的方法，属于金属材料热加工领域。该方法是将热电偶焊接在试样上，试样加热温度在1250℃以下时采用K型热电偶（使用TC1通道），在1250℃以上时采用S型热电偶（使用TC4通道）；在砧子头和试样之间涂上适量的高温润滑剂和钽片，保证轴向轧制物理模拟精度；拆下液压主轴与JAW主轴之间的联轴器，使液压主轴按照汇编TAB程序的设定产生足够的加速度；打开空气锤、压紧试样，Force力值控制在30Kg左右，预抽真空至2.0×10-1Torr、防止高温氧化；然后通过程序来实现模拟。
Description
技术领域
本发明属于金属材料热加工领域，涉及一种热模拟试验方法，具体是一种用stroke控制模式在Gleeble3800通用单元上实现多道次连轧模拟试验的方法。
背景技术
在金属材料热加工领域，控轧控冷技术广泛应用于钢材轧制生产过程。为了获得高强度、高韧性等综合力学性能，根据钢材不同的要求，可以采用不同的控制工艺实现。而在轧制过程中，轧制温度、变形量、变形速率、保温时间和轧制道次等因素至关重要，在生产现场轧机上开展这些工艺参数对材料及设备的适应性研究成本高、周期长。目前通常采用材料物理模拟技术，再现钢铁材料在制备或热加工过程中受热、受力的物理过程，借助Gleeble3800热模拟试验机进行热模拟试验，揭示钢铁材料组织与性能变化规律，评定或预测材料在制备及热加工时出现的问题，为合理制定加工工艺以及新材料研制提供基础数据和技术方案。
多道次连轧模拟试验通常在Gleeble3800热模拟试验机液压楔单元上进行，采用形变控制软件DCP进行填空式编程，再生成仿真的脚本执行程序，完成多道次连轧模拟试验；这种DCP填空式的编程方式虽然简单明了，但缺乏灵活性，尤其在高温段的轧制时，由于钢种不同，每种钢材的强度不同，容易产生预变形，最终影响总的应变量，在一定程度上影响试验数据的准确性。液压楔单元属于Gleeble 3800热模拟试验机的选配单元，该单元特点只用于模拟单道次或多道次连轧工艺试验，进行轧制模拟、流变应力、应力应变曲线等研究，且价格昂贵，占整体Gleeble 3800热模拟试验机成本的近三分之一。此外，使用液压楔单元时，需要推下通用单元，推上液压楔单元与Gleeble3800热模拟试验机主机配套使用，在此互换过程中，需松开48条超级螺栓、推下通用单元、推上液压楔单元、锁紧96条超级螺栓，方可安全地进行试验，每一条超级螺栓的拆卸和锁紧还需四道力矩扳手拆装，整个过程既费力气、又耗时间。在做完单道次或多道次连轧工艺试验后，如需做热变形、焊接、连铸等工艺模拟试验时，又需要将两个单元互换，工作的过程非常繁琐，严重影响模拟工艺试验研究的效率。因此，为了降低新材料的研发成本及缩短研发周期，提高分析测试数据的精确性，有必要研究一种成本低、操作简便、数据测试准确的多道次连轧模拟试验方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种成本低、操作简便、数据测试准确的多道次连轧模拟试验方法。
本发明所采用的技术方案是：一种实现多道次连轧试验方法，用stroke控制模式在Gleeble3800通用单元上实现多道次连轧模拟试验，具体按照如下步骤进行：
步骤一，选择平面应变拉升试样或者平面应变压缩试样中的一种；
步骤二，将热电偶焊接在试样上，试样加热温度在1250℃以下时采用K型热电偶（使用TC1通道），在1250℃以上时采用S型热电偶（使用TC4通道）；
步骤三，在砧子头和试样之间涂上高温润滑剂和钽片，减少轧制过程中的摩擦和中部鼓肚，阻止试样和砧子头间的粘结和反应，保证轴向轧制物理模拟精度；
步骤四，拆下液压主轴与JAW主轴之间的联轴器，可以使液压主轴按照汇编TAB程序的设定产生足够的加速度；
步骤五，将试样喂入试验机腔体内，保证试样中心紧贴右侧砧子头，控制stroke移动左侧砧子，使左侧砧子头向右移至距试样1~2mm左右；
步骤六，打开空气锤、压紧试样，Force力值控制在30Kg左右，预抽真空至2.0×10-1Torr；
步骤七，汇编TAB编程设置stroke的值为正值时，液压主轴从原始位置向左移动某值；stroke的值为负值时，液压主轴从原始位置向右侧移动某值，stroke数值的大小与液压主轴提供的推动力成正比；
步骤八、通过汇编TAB编程精确控制stroke值，在多道次连轧模拟试验前一道次结束与下一道次开始的道次间隔时间内，使液压主轴回到距离下一个打击点左侧，贮备足够的推动力，进行下一道次的轧制模拟
步骤九、启动程序运行。
不同试样尺寸、不同应变速率与stroke数值的关系表
附图说明
图1是本发明两道次模拟轧制流程图-1；
图2是本发明两道次模拟轧制流程图-2；
图3是Gleeble3800通用单元上测试的二道次应力-应变曲线；
图4是Gleeble3800通用单元上测试的三道次应力-应变曲线；
图5是Gleeble3800通用单元上测试的四道次应力-应变曲线；
图6是Gleeble3800通用单元上测试的五道次应力-应变曲线；
图7是Gleeble3800通用单元上测试的七道次应力-应变曲线；
图8是Gleeble3800液压楔单元上测试的七道次应力-应变曲线；
其中图2是图1流程的后半部分。
具体实施方式
实施例一（二道次连轧模拟试验）
将S型热电偶焊接在试样上，选择TC4通道，以10℃/S加热至1300℃，保温5分钟；在砧子头和试样之间涂上高温润滑剂和钽片，减少轧制过程中的摩擦和鼓肚，以及阻止试样和砧子头之间的粘结和反应，保证轴向轧制物理模拟精度；打开Gleeble3800热模拟试验机，右手使用镊子夹住试样，喂入试验机腔体内，使试样中心紧贴住右侧砧子头的中心，使用左手控制stroke移动左侧砧子，使砧子头向右移至距离试样1~2mm左右；打开空气锤、压紧试样，Force力值控制在30Kg左右，预抽真空至2.0×10-1Torr、防止高温氧化；使用汇编TAB编程，其中需准确设置每道次stroke值（也即每一道次结束后液压主轴立刻回退的位置）；编制好汇编TAB程序后，开启RUN键，执行TAB程序，完成两道次模拟连轧试验。
表1. 两道次模拟轧制工艺参数
运用stroke控制模式在Gleeble3800通用单元上完成两道次连轧模拟试验，得到的应力-应变曲线如图3所示。
实施例二（五道次连轧模拟试验）
本实施例材料为超级奥氏体不锈钢，试样尺寸选用Ф10mm×15mm，模拟工艺路线见表2：
表2 五道次模拟连轧工艺参数表
将S型热电偶焊接在试样上，选择TC4通道，以10℃/S加热至1300℃，保温5分钟；在砧子头和试样之间涂上适量的高温润滑剂和钽片，减少轧制过程中的摩擦和鼓肚，以及阻止试样和砧子头之间的粘结和反应，保证轴向轧制物理模拟精度；打开Gleeble3800热模拟试验机，右手使用镊子夹住试样，喂入试验机腔体内，使试样中心紧贴住右侧砧子头的中心，使用左手控制stroke移动左侧砧子，使砧子头向右移至距离试样1~2mm左右；打开空气锤、压紧试样，Force力值控制在30Kg左右，预抽真空至2.0×10-1Torr、防止高温氧化；使用汇编TAB编程，设置每道次stroke值（也即每一道次结束后液压主轴立刻回退的位置）；编制好汇编TAB程序后，开启RUN键，执行TAB程序，完成五道次模拟连轧试验，得到的应力-应变曲线如图6，整体七个道次的规律完全一致，按照两道次模拟连轧同样的方法可以得到五道次连轧模拟试验程序设置，然后执行。
实施例三（七道次连轧模拟试验）
本实施例选用材料为超级奥氏体不锈钢，试样尺寸Ф8mm×12mm，模拟工艺路线见表3：
表3 七道次模拟连轧工艺参数表
将S型热电偶焊接在试样上，选择TC4通道，以10℃/S加热至1300℃，保温5分钟；
在砧子头和试样之间涂上高温润滑剂和钽片，减少轧制过程中的摩擦和鼓肚，以及阻止试样和砧子头之间的粘结和反应，保证轴向轧制物理模拟精度；打开Gleeble3800热模拟试验机，右手使用镊子夹住试样，喂入试验机腔体内，使试样中心紧贴住右侧砧子头的中心，使用左手控制stroke移动左侧砧子，使砧子头向右移至距离试样1~2mm左右；打开空气锤、压紧试样，Force力值控制在30Kg左右，预抽真空至2.0×10-1Torr、防止高温氧化；使用汇编TAB编程，其中需准确设置每道次stroke值（也即每一道次结束后液压主轴立刻回退的位置）；编制好汇编TAB程序后，开启RUN键，执行TAB程序，完成七道次模拟连轧试验。
运用stroke控制模式在Gleeble3800通用单元上完成七道次连轧模拟试验，得到的应力-应变曲线如下，从图8中可以看出，随精轧温度的降低，变形抗力逐渐上升，每一道次的真应变也基本吻合。再次使用同样的模拟工艺路线，在Gleeble3800液压楔单元上进行测试。通过使用液压楔单元和通用单元分别进行了七道次连轧模拟试验测试比对，从图中可知，每一道次的真应变、变形抗力值的大小基本吻合，整体七个道次的规律完全一致，用stroke控制模式在Gleeble3800通用单元上进行多道次连轧模拟试验的方法，完全可以取代在Gleeble3800液压楔单元上才能完成的多道次连轧模拟试验。
Claims (1)
1.一种实现多道次连轧试验方法，其特征在于用stroke控制模式在Gleeble3800通用单元上实现多道次连轧模拟试验，具体按照如下步骤进行：
步骤一，选择平面应变拉升试样或者平面应变压缩试样中的一种；
步骤二，将热电偶焊接在试样上，试样加热温度在1250℃以下时采用K型热电偶，在1250℃以上时采用S型热电偶；
步骤三，在砧子头和试样之间涂上高温润滑剂和钽片；
步骤四，拆下液压主轴与JAW主轴之间的联轴器；
步骤五，将试样喂入试验机腔体内，保证试样中心紧贴右侧砧子头，控制stroke移动左侧砧子，使左侧砧子头向右移至距试样1~2mm左右；
步骤六，打开空气锤、压紧试样，Force力值控制在30Kg左右，预抽真空至2.0×10-1Torr；
步骤七，汇编TAB编程设置stroke的值为正值时，液压主轴从原始位置向左移动某值；stroke的值为负值时，液压主轴从原始位置向右侧移动某值，stroke数值的大小与液压主轴提供的推动力成正比；
步骤八、通过汇编TAB编程精确控制stroke值，在多道次连轧模拟试验前一道次结束与下一道次开始的道次间隔时间内，使液压主轴回到距离下一个打击点左侧，贮备足够的推动力，进行下一道次的轧制模拟
步骤九、启动程序运行。
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| CN109580376A (zh) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种用热模拟试验机进行热压缩试验的方法 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN101793644A (zh) * | 2010-01-19 | 2010-08-04 | 南京钢铁股份有限公司 | 用Jaw控制模式在Gleeble3800液压楔单元上进行应力松弛试验的方法 |
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| CN109580376A (zh) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种用热模拟试验机进行热压缩试验的方法 |
| CN109580376B (zh) * | 2017-09-28 | 2021-05-07 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种用热模拟试验机进行热压缩试验的方法 |
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