CN104596889B - 一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法 - Google Patents
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Abstract
一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，包括以下步骤：将制备好的试样的金相观察面上刻画出定位网格，以网格线的交点为基准，在任选的网格交点周围选定金相组织，用显微硬度计在选定的金相组织上压痕，分别以试样底边和中心线为基准，确定压痕横向和纵向距离；将试样进行压缩变形试验；对压缩变形后的试样进行金相观察，分别以试样底边和中心线为基准，确定出压痕在试验变形后横向和纵向的移动距离；进行多个试样试验，根据结果标定出各相流动规律。有益效果是方法简单，检测结果可靠，可获得各相在不同工艺条件下的流动特征，有利于进行变形工艺设计。试样为带圆角的方柱状试样，实现对试样侧边进行金相组织观测。
Description
技术领域
本发明属于金相检测方法领域，尤其涉及检测两相以上金属变形流动的压缩方法。
背景技术
在两相或多相金属的塑性成形加工中，由于各相金属的变形流动性能不同，因而在变形过程中各相的变形流动规律难以掌握，进而影响到工艺方案的设计和优化。例如两相H62黄铜在连续挤压成形中初期变形抗力大，难以成形，而在高温下变形抗力迅速减小，难以控温。现有技术中尚没有两相以上金属变形流动中各相的变形流动检测的具体方法。在金属变形过程中，各相在不同变形速率、温度和变形量条件下，其变形抗力和流动特征不同。预先掌握各相在不同工艺条件下的流动特征，有利于进行变形工艺设计，对于金属成形具有重要指导意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测两相以上金属在不同温度条件下各相变形流动的方法，采用金相观测、刻痕、网格定位、压缩跟踪和组织分析等方法，实现观测各相的变形流动特征。
本发明的技术方案是：一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，包括试样制备、压缩试验和压缩后金相观测，制备试样包括试样金相观察面制备，压缩试验包括对试样进行不同变形速率、相变温度以下不同变形温度和不同变形量下的压缩变形试验，其特征在于所述检测两相以上金属变形流动的压缩方法包括以下步骤：
步骤一：将制备好的试样的金相观察面上刻画出定位网格，在显微镜下以网格线的交点为基准，在任选的网格交点周围选定金相组织，用显微硬度计在选定的金相组织上压痕，作出标定，分别以试样底边和中心线为基准，确定压痕横向和纵向距离；
步骤二：将经过步骤一的试样进行压缩变形试验；
步骤三：对压缩变形后的试样进行金相观察，分别以试样底边和中心线为基准，确定出压痕在试验变形后横向和纵向的移动距离；
步骤四：对多个试样重复进行步骤一至三，根据多个试样的结果标定出各相流动规律。
本发明所述的一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，其特征在于：所述试样为横截面为方形的方柱状试样，方柱状试样四棱边带有圆角，方柱状试样的四个侧面为金相观察面。
本发明所述的一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，其特征在于所述在金相观察面表面刻画出的网格为方形网格，网格线宽度为0.1～0.5mm，网格长度为2～10mm，网格宽度为2～10mm。
本发明所述的一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，其特征在于所述不同变形速率、相变温度以下不同变形温度和不同变形量下的压缩变形试验是在设定变形速率和设定温度下，进行不同变形量试验。
本发明主要解决的是观测两相以上金属在变形过程中，各相在不同变形速率、温度和变形量条件下的变形流动情况。常温压缩试验时，可采用摄像机等动态观测网格的变化，在高温压缩试验时，可采取惰性气体保护，防止试样表面氧化。
本发明的有益效果是：
1、改传统的圆柱试样为带圆角的方柱状试样，实现对试样侧边进行金相组织观测。
2、在金相观察面刻画出网格和通过显微硬度计对金相组织中的各相组织进行标定，易于操作。
3、方法简单，检测结果可靠，可获得各相在不同工艺条件下的流动特征，有利于进行变形工艺设计。
附图说明
图1为试样横截面示意图。
图2为试样侧面网格和相标定示意图。
图3为试样压缩后侧面网格和相标定示意图。
图4为观测流程图。
图5为高温压缩变形试验示意图。
图中，1为上压头，2为氮气管，3电阻丝，4为试样，5为下压头，6为β相组织Ⅰ，7为α相组织Ⅰ，8为α相组织Ⅱ，9为β相组织Ⅱ，10为试样中心线，11为试样底边，其中斜纹菱形表示α相组织，黑色菱形表示β相组织。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于具体实施例。
检测两相以上金属变形流动的压缩方法，包括试样制备、压缩试验和压缩后金相观测，试样4是横截面为方形的方柱状试样，方柱状试样四棱边带有圆角，在方柱状试样的四个侧面制备出金相观察面，压缩试验包括对试样进行不同变形速率、相变温度以下不同变形温度和不同变形量下的压缩变形试验，金属变形流动的压缩方法步骤如下：
步骤一：将制备好的试样的金相观察面上刻画出定位网格，网格线宽度为0.1～0.5mm，网格长度为2～10mm，网格宽度为2～10mm，在显微镜下以网格线的交点为基准，在任选的网格交点周围选定金相组织，用显微硬度计在选定的金相组织上压痕，作出标定，分别以试样底边11和试样中心线10为基准，确定压痕横向和纵向距离；
步骤二：将经过步骤一的试样4进行压缩变形试验；压缩变形试验在设定变形速率和设定温度下，进行不同变形量试验；
步骤三：对压缩变形后的试样4进行金相观察，分别以试样底边11和试样中心线10为基准，确定出压痕在试验变形后横向和纵向的移动距离；
步骤四：对多个试样重复进行步骤一至三，根据多个试样的结果标定出各相流动规律。
以两相H62黄铜材料为例，具体说明检测步骤。
将两相H62黄铜制成横截面是方形的方柱状试样，试样底边11截面为长度和宽度都为7mm，高度为13mm，方柱状试样四棱边带有圆角，方柱状试样的四个侧面为金相观察面，在金相观察面上刻画出线宽为0.2mm、长边为4mm、宽边为2mm的长方形定位网格，在显微镜下以网格线的交点为基准，用四点跟踪法观察，分别在试样4上数第三行，左数第二列网格右上角距离网格横竖线均为0.2mm处选定β相组织Ⅰ6，在试样下数第三行，左数第二列网格左下角距离网格横竖线均为0.2mm处选定α相组织Ⅱ8，在试样上数第三行，左数第五列网格左上角距离网格横竖线均为0.2mm处选定α相组织Ⅰ7，在试样下数第三行，左数第五列网格左下角距离网格横竖线均为0.2mm处选定β相组织Ⅱ9，用显微硬度计在选定的金相组织上压痕，作出标定，标定好后，将试样在压力试验机上进行压缩变形试验。压缩后的试样如图3所示。由图3可见，α相和β相发生了不同的流动变形。下面举例说明在设定变形速率13mm/秒、温度为室温和3mm压下量条件下，α相和β相的流动变形特征。
如果α相组织Ⅰ7沿纵向向试样底边11靠近移动了2.25mm距离，沿横向远离试样中心线10移动了0.21mm距离。β相组织Ⅰ6沿纵向向试样底边11靠近移动了2.23mm距离，沿横向远离试样中心线10移动了0.19mm距离。则可以说明在一定条件下β相的流动性能在横向和纵向上都落后于α相。
如果α相组织Ⅱ8沿纵向向试样底边11靠近移动了0.75mm距离，沿横向远离试样中心线10移动了0.21mm距离。β相组织Ⅱ9沿纵向向试样底边11靠近移动了0.73mm距离，沿横向远离试样中心线10移动了0.19mm距离。则同样可以说明在一定条件下β相的流动性能在横向和纵向上都落后于α相。
通过如上方法即可以确定出两相材料在不同变形速率、相变温度以下的不同温度和不同变形量条件下的流动规律。
分别对多个试样进行不同设定变形速率、相变温度以下不同设定温度、不同变形量的试验，并对多个试样试验结果作综合分析，可得出α相和β相在不同温度、不同变形速率和不同变形量下的流动特征。
压缩试验时，试样4上下表面加上润滑剂，防止试样由于摩擦的作用而产生鼓肚现象。
高温压缩试验时，采用氮气保护，防止氧化。操作时，试样放在上压头1和下压头5之间，采用电阻炉的电阻丝3对试样4进行加热，当温度达到预定值时，对试样4进行不同变形速率和变形量条件下的压缩试验。
对压缩后的试样4，首先进行金相位置定位，先找到压缩前的显微硬度确定的点，将其定位后，再进行金相组织观测，掌握各相的流动变化规律。
Claims (4)
1.一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，包括试样制备、压缩试验和压缩后金相观测，制备试样包括试样金相观察面制备，压缩试验包括对试样进行不同变形速率、相变温度以下不同变形温度和不同变形量下的压缩变形试验，其特征在于所述检测两相以上金属变形流动的压缩方法步骤如下：
步骤一：将制备好的试样的金相观察面上刻画出定位网格，在显微镜下以网格线的交点为基准，在任选的网格交点周围选定金相组织，用显微硬度计在选定的金相组织上压痕，作出标定，分别以试样底边和中心线为基准，确定压痕横向和纵向距离；
步骤二：将经过步骤一的试样进行压缩变形试验；
步骤三：对压缩变形后的试样进行金相观察，分别以试样底边和中心线为基准，确定出压痕在压缩试验变形后横向和纵向的移动距离；
步骤四：对多个试样重复进行步骤一至三，根据多个试样的结果标定出各相流动规律。
2.根据权利要求1所述的一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，其特征在于：所述试样为横截面为方形的方柱状试样，方柱状试样四棱边带有圆角，方柱状试样的四个侧面为金相观察面。
3.根据权利要求1所述的一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，其特征在于在金相观察面表面刻画出的网格为方形网格，网格线宽度为0.1～0.5mm，网格长度为2～10mm，网格宽度为2～10mm。
4.根据权利要求1所述的一种检测两相以上金属变形流动的压缩方法，其特征在于所述不同变形速率、相变温度以下不同变形温度和不同变形量下的压缩变形试验是在设定变形速率和设定温度下，进行不同变形量试验。
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