CN105043894A - 一种测试钢板高温变形抗力的实验方法 - Google Patents

Abstract

一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，属于材料物理实验方法技术领域。具体步骤如下：样品制备、轧制、计算。优点在于：最大限度地模拟了钢板在热轧过程中的变形方式，通过一道次轧制实验，测试钢板在同一温度下、多种变形量的高温变形抗力。

Description

一种测试钢板高温变形抗力的实验方法

技术领域

本发明属于材料物理实验方法技术领域，特别涉及一种测试钢板高温变形抗力的实验方法。

背景技术

高温变形抗力是金属材料在高温状态抵御塑性变形的能力，是钢板热轧工艺设计所必须的材料性能参数。众知的测量钢铁材料高温变形抗力的方法是：将被测材料加工成圆柱形试样，安装在热模拟实验机(如，美国DSI公司Gleeble-3500热模拟机)上，通过大电流，将试样加热到一定温度后，沿试样高度方向进行压缩，对试样施加不同的变形量，同时测量变形力，并依此计算该材料在特定变形条件下的变形抗力。该方法必须制作多个试样，进行多次实验，才能完成不同变形量的变形抗力的测试，实验效率低。由于圆柱试样压缩变形的方式与热轧过程中钢板的变形方式的区别，采用圆柱形试样压缩方式测试出的材料高温变形抗力，不能完全反映热轧过程中高温钢板的热变形性能。

本发明提供了一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，使用热轧实验轧机模拟钢板在热轧过程中的变形方式，将钢板加工成阶梯形状试样，使用加热炉将试样加热到实验温度后，在热轧实验轧机上进行一道次轧制，同时记录轧制变形过程中的轧机压下量、轧制速度和轧制力，测量轧后试样各部位的厚度，并依此计算试样在多个变形量下的高温变形抗力。

发明内容

本发明目的在于提供一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，解决了测试钢板高温变形抗力实验效率低的问题。

一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，具体步骤及参数如下：

1、样品制备：厚度依次增大的阶梯形状的钢板试样1的各阶梯厚度之间有厚度过渡坡4，厚度过渡坡的长度B大于厚度阶梯A厚度差的2倍，试样宽度W大于厚度区的长度L；各厚度阶梯A、厚度过渡坡的长度B和厚度区的长度L尺寸一致；

2、轧制：加热炉将钢板试样1加热到实验温度，实验温度为800-1200℃，设置热轧实验机辊缝，在热轧实验轧机上进行一道次轧制；钢板试样1厚度最小的一端为轧制前端，首先进入实验轧机，同时记录轧制过程中各厚度区段的轧机压下量、轧制力F和轧辊转速VR；

3、计算：根据轧后试样的实际厚度h，计算出原试样各阶梯区段的实际变形量H-h；根据各厚度区段的变形量和轧辊直径，计算各厚度区段的轧制变形区长度C和变形区的面积S，公式为S＝C*W；根据轧制过程中各厚度阶梯段的实测轧制力F，计算钢板试样1在同一温度、各个变形量的高温变形抗力σ，公式为σ＝F/S。

本发明的优点在于：采用具有厚度阶梯的钢板试样，最大限度地模拟了钢板在热轧过程中的变形方式，通过一道次轧制实验，测试钢板在同一温度下、多种变形量的高温变形抗力。

附图说明

图1为本发明的实验轧机轧制变形过程示意图。其中，阶梯形状的钢板试样1、实验轧机上轧辊2、实验轧机下轧辊3、厚度过渡坡4。

图2为本发明的阶梯形状的钢板试样示意图。其中，厚度阶梯A、厚度过渡坡的长度B、厚度区的长度L、试样宽度W。

图3为本发明的轧制变形区的示意图。其中，阶梯形状的钢板试样1、实验轧机上轧辊2、实验轧机下轧辊3、轧制前钢板试样厚度H、轧制后板试样厚度h、轧辊半径R、轧制变形区长度C、轧制力F、轧辊转速VR。

图4为本发明的实施例中使用的具有四个厚度区的钢板试样示意图。其中，第一厚度区的钢板厚度H1、第二厚度区的钢板厚度H2、第三厚度区的钢板厚度H3、第四厚度区的钢板厚度H4。

具体实施方式

实施例1

本实施例以首钢技术研究院中试工厂的550热轧实验机为例，说明一种测试钢板高温变形抗力的实验方法,550热轧实验机的轧辊半径R＝370mm：

1)参见图4，使用牌号为Q235的钢板加工制造具有4个厚度区的钢板试样。4个厚度依次为H1＝50mm、H2＝55mm、H3＝60mm、H4＝65mm,试样宽度W＝150mm,各厚度区的长度L1、L2、L3、L4均为200mm,各厚度过渡坡的长度B1、B2、B3均为15mm，各厚度阶梯A均为5mm。

2)设置热轧实验机辊缝(上、下辊间的距离)45mm，

3)设置轧辊转速(线速度)VR＝1米/秒。

4)将试样在加热炉中加热至1200℃，保温0.5小时后，出炉，参见图1，将试样厚度最小的一端做为轧制前端，首先进入实验轧机，进行一道次轧制。同时记录轧制过程中各厚度区段的轧制力，F1、F2、F3、F4。

5)参见图3，测量轧后试样的实际厚度h,计算原试样各厚度区段的实际变形量H1-h、H2-h、H3-h、H4-h。

6)根据各厚度区段的变形量(H1-h、H2-h、H3-h、H4-h)和轧辊半径R，计算各厚度区段的轧制变形区长度C1、C2、C3C4和变形区的面积S1、S2、S3、S4：

S1＝C1*W；S2＝C2*W；S3＝C3*W；S4＝C4*W

7)计算实验牌号的钢板，1200℃时，4个厚度区段(即，4种变形量)的高温变形抗力:

σ1＝F1/S1；σ2＝F2/S2；σ3＝F3/S3；σ4＝F4/S4。(4)参见图3，测量轧后试样的实际厚度h,计算原试样各阶梯区段的实际变形量H1-h,H2-h,H3-h,H4-h。

(5)根据各厚度区段的变形量和轧辊直径，计算各厚度区段的轧制变形区长度C1、C2、C3C4和变形区的面积S1、S2、S3、S4：

S1＝C1*W；S2＝C2*W；S3＝C3*W；S4＝C4*W

(6)计算实验牌号的钢板，1200℃时，4个厚度区段(即，4种变形量)的高温变形抗力:

σ1＝F1/S1；σ2＝F2/S2；σ3＝F3/S3；σ4＝F4/S4。

Claims (1)

1.一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：

1)样品制备：厚度依次增大的阶梯形状的钢板试样(1)的各阶梯厚度之间有厚度过渡坡(4)，厚度过渡坡的长度(B)大于厚度阶梯(A)厚度差的2倍，试样宽度(W)大于厚度区的长度(L)；各厚度阶梯(A)、厚度过渡坡的长度(B)和厚度区的长度(L)尺寸一致；

2)轧制：加热炉将钢板试样(1)加热到实验温度，实验温度为800-1200℃，设置热轧实验机辊缝，在热轧实验轧机上进行一道次轧制；钢板试样(1)厚度最小的一端为轧制前端，首先进入实验轧机，同时记录轧制过程中各厚度区段的轧机压下量、轧制力(F)和轧辊转速(VR)；

3)计算：根据轧后试样的实际厚度(h)，计算出原试样各阶梯区段的实际变形量H-h；根据各厚度区段的变形量和轧辊直径，计算各厚度区段的轧制变形区长度(C)和变形区的面积S，公式为S＝C*W；根据轧制过程中各厚度阶梯段的实测轧制力(F)，计算钢板试样(1)在同一温度、各个变形量的高温变形抗力σ，公式为σ＝F/S。