CN105954100A - 一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法 - Google Patents

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杜鹏举
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Abstract

一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法，包括如下步骤：(一)选定测试用的试样和设备，设备为变形热膨胀相变仪，在变形热膨胀相变仪中安装有用于测量变形量的顶杆，顶杆的材质为石英或刚玉；(二)在试样上加工出夹持段和拉伸变形段，且夹持段与拉伸变形段之间通过圆倒角过渡，在圆倒角处加工有凸台；(三)将变形热膨胀相变仪中原有的顶杆拆下，替换上材质为高分子塑料或轻质铝合金的顶杆；(四)将加工好的试样安装到变形热膨胀相变仪内，使顶杆与试样上的凸台紧密贴合；(五)启动变形热膨胀相变仪，进行室温下的微张力拉伸试验。根据试样材料强度范围的不同，试样的拉伸变形段厚度及宽度要根据拉伸试验的实际需要进行选取。

Description

一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法
技术领域
本发明属于拉伸力学性能测试技术领域，特别是涉及一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法。
背景技术
在trip钢及twip钢研究中，通过微张力拉伸力学性能测试来研究应变能对相变驱动力的影响是非常有意义的。目前，常温下进行的固定应变拉伸力学性能测试都在常规拉伸机下完成的，但是常规拉伸机的变形控制方式有限，只能通过控制位移以及利用引伸计来判断应变量的多少，导致无法实现精确的应变控制。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法，首次将变形热膨胀相变仪作为常温拉伸设备使用，并利用了变形热膨胀相变仪内动态模块的拉伸部分，通过其具有的多种变形控制方式实现精确的应变控制，从而得出准确的应变能，为trip钢及twip钢等新型钢铁材料的开发提供有力的数据支撑。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法，包括如下步骤：
步骤一：选定测试用的试样和设备，设备为变形热膨胀相变仪，在变形热膨胀相变仪中安装有用于测量变形量的顶杆，顶杆的材质为石英或刚玉；
步骤二：在试样上加工出夹持段和拉伸变形段，且夹持段与拉伸变形段之间通过圆倒角过渡，在圆倒角处加工有凸台；
步骤三：将变形热膨胀相变仪中原有的顶杆拆下，替换上材质为高分子塑料或轻质铝合金的顶杆；
步骤四：将加工好的试样安装到变形热膨胀相变仪内，使顶杆与试样上的凸台紧密贴合；
步骤五：启动变形热膨胀相变仪，进行室温下的微张力拉伸试验。
根据试样材料强度范围的不同，试样的拉伸变形段厚度及宽度要根据拉伸试验的实际需要进行选取。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，首次将变形热膨胀相变仪作为常温拉伸设备使用，并利用了变形热膨胀相变仪内动态模块的拉伸部分，通过其具有的多种变形控制方式实现精确的应变控制，从而得出准确的应变能，为trip钢及twip钢等新型钢铁材料的开发提供有力的数据支撑。
附图说明
图1为变形热膨胀相变仪给定的标准试样与顶杆的配合使用示意图；
图2为本发明的通过圆倒角过渡的试样与顶杆的配合使用示意图；
图中，1—夹持段，2—拉伸变形段，3—圆倒角，4—凸台，5—顶杆，6—变形热膨胀相变仪给定的标准试样，7—阶梯台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法，包括如下步骤：
步骤一：选定测试用的试样和设备，设备为变形热膨胀相变仪，本实施例中，变形热膨胀相变仪的型号为DIL805A/D，最大拉伸力为10KN，在变形热膨胀相变仪中安装有用于测量变形量的顶杆5，顶杆5的材质为石英或刚玉；
步骤二：在试样上加工出夹持段1和拉伸变形段2，且夹持段1与拉伸变形段2之间通过圆倒角3过渡，在圆倒角3处加工有凸台4；
步骤三：将变形热膨胀相变仪中原有的顶杆5拆下，替换上材质为高分子塑料或轻质铝合金的顶杆5；
步骤四：将加工好的试样安装到变形热膨胀相变仪内，使顶杆5与试样上的凸台4紧密贴合；
步骤五：启动变形热膨胀相变仪，进行室温下的微张力拉伸试验。
根据试样材料强度范围的不同，试样的拉伸变形段2厚度及宽度要根据拉伸试验的实际需要进行选取，本实施例中，试样的拉伸变形段2最大厚度取2mm，当试样材料强度范围小于1667MPa时，拉伸变形段2的宽度取5mm，当试样材料强度范围小于1500MPa时，拉伸变形段2的宽度取3mm，当试样材料强度范围小于1000MPa时，拉伸变形段2的宽度取2mm。
对于变形热膨胀相变仪来说，其原本只能完成高温条件下的拉伸试验，而无法满足室温下的拉伸试验，原因有两个：第一，变形热膨胀相变仪内动态模块的拉伸部分能够提供的拉伸力较小，而钢铁材料在室温下的强度较大，如果按照变形热膨胀相变仪给定的标准试样实施拉伸，强度较大的试样根本无法达到需要的变形程度；第二，由于变形热膨胀相变仪中采用的顶杆为石英或刚玉材质，这种材质的顶杆具有易碎性，一旦试样在拉伸过程中发生断裂，将伴随着强烈的振动冲击，而顶杆在振动冲击下将发生破碎。
为了克服原有顶杆的易碎性，本发明对原有顶杆进行了替换，顶杆的材质选用了抗振动冲击的高分子塑料或轻质铝合金。
按照变形热膨胀相变仪给定的标准试样，夹持段1和拉伸变形段2之间直接采用阶梯台过渡，且拉伸变形段2是需要进行加热的，加热温度一般在400℃～900℃，则在拉伸过程中，可以有效保证“缩颈变形”会发生在拉伸变形段2，因此，即使在夹持段1和拉伸变形段2的阶梯台过渡处存在应力集中，但该应力集中对加热条件下的拉伸变形段2几乎没有影响。但是，如果是在室温下进行拉伸试验，夹持段1和拉伸变形段2的阶梯台过渡处存在应力集中将不可忽视，在常温下拉伸时，由于应力集中的存在，断裂可能发生在阶梯台过渡处，而此时测得的拉伸试验数据很难真实反映试样材料的实际抗拉强度，如图1所示，为变形热膨胀相变仪给定的标准试样与顶杆的配合使用示意图。
为了解决应力集中问题，本发明的试样夹持段1与拉伸变形段2之间通过圆倒角3过渡，同时在圆倒角3处加工有凸台4，通过顶杆5与凸台4紧密贴合，以实现准确测定试样变形量的目的，如图2所示，为本发明的通过圆倒角过渡的试样与顶杆的配合使用示意图。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (2)

1.一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：选定测试用的试样和设备，设备为变形热膨胀相变仪，在变形热膨胀相变仪中安装有用于测量变形量的顶杆，顶杆的材质为石英或刚玉；
步骤二：在试样上加工出夹持段和拉伸变形段，且夹持段与拉伸变形段之间通过圆倒角过渡，在圆倒角处加工有凸台；
步骤三：将变形热膨胀相变仪中原有的顶杆拆下，替换上材质为高分子塑料或轻质铝合金的顶杆；
步骤四：将加工好的试样安装到变形热膨胀相变仪内，使顶杆与试样上的凸台紧密贴合；
步骤五：启动变形热膨胀相变仪，进行室温下的微张力拉伸试验。
2.根据权利要求1所述的一种满足室温下的微张力拉伸力学性能测试方法，其特征在于：根据试样材料强度范围的不同，试样的拉伸变形段厚度及宽度要根据拉伸试验的实际需要进行选取。
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