CN111024465A - 静态相变试验的试样制备方法 - Google Patents

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赵贤平
杨跃标
叶姜
樊雷
钱学海
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廖桓萱
黄萍
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Abstract

本发明提供了一种静态相变试验的试样制备方法，所述静态相变试验的试样制备方法包括：步骤A：选取并回收拉伸试样；步骤B：用从步骤A得到的拉伸试样加工大样块；步骤C：用从步骤B得到的大样块加工小样块；步骤D：用从步骤C得到的小样块加工静态相变试验所需的小试样。本发明可简化加工流程，省去繁琐的委托，缩短加工周期，提高效率，降低成本。同时可实现试验周期或时间的自我控制，实现使用一台加工设备完成试样制备。

Description

静态相变试验的试样制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料物理测试领域，具体涉及钢铁材料相变点的一种试样制备方法，尤其是一种静态相变试验的试样制备方法。
背景技术
研究钢材的固态相变，明确相变原理和规律，对控制轧制和控制冷却在产品开发和工艺研究方面的应用具有指导意义。钢在加热、保温和冷却过程中的相变测试方法有热膨胀法、热分析仪发、金相法、磁性法。其中，热膨胀法最为常用，是根据钢材试样的体积随着相变的发生而产生膨胀或收缩，测定试样长度方向的变化，配以金相法和硬度法，确定相变实际发生的温度和时间。
热膨胀方法的测量装置有激光干涉膨胀仪、顶杆膨胀仪、衍射膨胀装置和显微膨胀装置等。应用最广泛的方法是顶杆法，测定原理是采用步进式变温方式或缓慢恒速变温方式对温度进行控制，采用推杆式熔融石英或高纯度氧化铝的膨胀仪检测固体试样相对于其载体的长度变化。
用顶杆法进行相变测试，YB/T5128中要求试样材料选用退火、正火、调质及热轧态的试样。但对试样尺寸和形状没有明确的规定，由不同类型的膨胀仪定，一般为圆柱形试样，试样直径为
Figure RE-GDA0002398403150000011
长度为10mm，将材料厚度方向作为试样长度方向加工。为减小试样平行度误差对测试结果的影响，试样加工流程为：取样，从钢板中取大样块→加工，去除大样块边部的氧割影响区或剪切影响区→加工，减薄至10+0.x高度的小样块→用磨床磨削小样块上、下面，减小平行度误差→加工直径为
Figure RE-GDA0002398403150000012
的小试样。试样加工流程长，对于加工能力不足的科研院校或企业，存在多次委托加工，延长了加工周期，且人、机、料的耗费使得成本增加。
综上所述，现有技术中存在以下问题：静态相变试验的试样加工流程需多次的剪切、磨铣、加工过程复杂、耗时长、成本高、效率低。
发明内容
本发明提供一种静态相变试验的试样加工方法，以简化加工流程，省去繁琐的委托，缩短加工周期，提高效率，降低成本。
为此，本发明提出一种静态相变试验的试样制备方法，所述静态相变试验的试样制备方法包括：
步骤A：选取并回收拉伸试样；
步骤B：用从步骤A得到的拉伸试样加工大样块；
步骤C：用从步骤B得到的大样块加工小样块；
步骤D：用从步骤C得到的小样块加工静态相变试验所需的小试样。
进一步地，所述静态相变试验的试样制备方法具体包括：
步骤A1：根据成分和试验目的，选取并回收拉伸试样；选取断裂部分，做好标识，在断裂的拉伸试样上划分出开肩部分和未开肩部分；
步骤B1：以未开肩部分为取样对象，切除开肩部分，加工出高度为H的大样块；
步骤C1：从大样块上利用线切割加工出n个高度为h，截面积为s的小样块；H＞nh，n≥1；
步骤D1：用每个小样块加工出高度为h，截面积为t的m个小试样，m≥1，s≥mt；
例如，从一个大样块上用线切割机加工出3个高度为10mm、长70mm、宽40mm的小样块；用每个小样块加工出40个高度为10mm，直径为3mm的圆柱形小试样。
进一步地，选取拉断后的拉伸试样，拉伸试样类型为矩形。
进一步地，加工拉伸试样选用未开肩部分，距开肩部分5mm处加工，去除拉伸变形区及其影响区。
进一步地，在小样块上，从距离拉伸夹具夹持的面边部至少3mm处，加工小样块。
进一步地，加工出的大样块的端面距离拉伸试样未开肩部分的端部的距离至少大于 12mm。
进一步地，拉伸试样规格或厚度≥16mm。
进一步地，所述静态相变试验的试样制备方法具体包括：
A2：选用规格为40mm的Q355B的拉伸试样，拉伸试样经双面铣后的未开肩部分宽40mm，长150mm，开肩部分L长220mm；
步骤B2：回收断裂后的拉伸试样的其中一块，进行变形区的切除，拉伸试样断裂在中间部分，距未开肩部分的距离≥1/3L，只需去除开肩部分，得到大样块；
步骤C2：采用线切割，加工长70mm、宽40mm、高10mm的小样块；其中，将沿拉伸试样的拉伸方向设定为长度方向。
步骤D2：将高度为10mm小样块的边部夹持固定，距拉伸夹具夹持的面边部3mm以上作为加工起点面，采用线切割加工φ3mm的圆柱形小试样。
进一步地，步骤B2中，采用金相切割机切除开肩部分。
进一步地，步骤C2中，距上、下轧制面2mm作为表层试样的加工面，采用线切割一次性完成三块小样块的加工，分别为：上层小样块、下层小样块、和心部小样块，每块小样块长70mm、宽40mm、高10mm。
本发明通过优化试样的制备和加工工艺的优化，实现了静态相变试验的试样的制备，跃过了从钢板上取样条、加工大样块再去除四个面的氧割热影响区或剪切影响区的环节，省去了多次试样委托，缩短了加工周期，提高实验效率，降低了试验成本，甚至整个试样制备可用一台加工设备完成。加工出的小试样之间的尺寸较传统加工流程稳定，而且通过合理切割，不但省去了磨铣的加工，还提高了加工精度，两端面平行度更好。
附图说明
图1为本发明的工作流程示意图；
图2为本发明从小样块加工的小试样的工作原理示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。
本发明的一种静态相变试验试样的加工方法，其工艺路径为：选取并回收拉伸试样→加工样块→加工小样块→加工小试样。拉伸试验作为常规检验项目，一般产品均做要求进行该项目检验。拉伸试验的试样加工：将取回的大样块通过双面铣，去除切割影响区，加工成指定宽度后通过铣床开肩，去毛刺。因拉伸试验是将试样拉断，为破坏性试验，做完试验之后的试样一般不能进行重复性试验，按废钢处理。本发明利用做完拉伸试验的拉伸试样，进行静态相变试验试样的加工，变废为宝，将废品作为半加工品，省去了一些切割磨铣的加工步骤。
具体技术方案如下：
(1)根据成分和试验目的确认测试对象以及拉伸试验。
(2)回收做完拉伸试验的拉伸试样，选取断裂部分，做好标识，划分出开肩部分(试样平行缩减部分)和未开肩部分。
(3)以未开肩部位(开肩部分)为主要取样对象。若所用小试样较多或大，两块未开肩部位(未开肩部分)均可以用来小试样制备。
(4)如图1所示，距开肩部位5mm处加工，去除拉伸变形区及其影响区。若拉伸试样断裂部位未开肩部位的距离≥1/3L(L为开肩长度，L例如为220mm)，则只需去除开肩部位。
(5)加工出小样块，进行小试样的制备。
(5)根据试验需求加工小样块。因夹持痕迹或夹持力的存在，经拉伸夹具夹持的面边部3mm 不作为制备试样区；因拉伸试样未开肩部位的端部一般不加工，存在热影响区或剪切区，故距拉伸试样端部12mm处不作为制备试样区。
实例1：
下面以用本方法制备低合金Q355B静态相变试样，制取厚度方向的表层和心部相变试验的试样为例，研究成分偏析对相变的影响。试验设备为德国LIS78静态相变仪，对试样的尺寸要求为
Figure RE-GDA0002398403150000041
试样制备流程为：
(1)根据钢种成分和试验目的，确认要回收拉伸试验的拉断试样。常规生产检验中有Q355B 进行拉伸试验，规格(厚度)为20mm、22mm、32mm和40mm，拉伸试样经双面铣后的未开肩部分宽40mm，长150mm，开肩部分长220mm。因本试验需要进行板厚方向的心部和表层的相变试验，研究成分偏析对相变的影响，故选取较大规格(40mm)的拉伸试样。
(2)回收拉断试样的其中一块，进行变形区的切除。试样断裂在中间部位，距未开肩部位的距离≥1/3L(73mm)，只需去除开肩部位。金相切割机和线切割机加工设备，都能实现开肩部位的去除，因此处为粗加工，金相切割机较线切割快捷，较好的选择为采用金相切割机快速切除开肩部位。
(3)采用线切割，从未开肩部位加工高度为10mm小样块。本试验表层和心部各需要
Figure RE-GDA0002398403150000051
试样60颗，以获取表层和心部的上中下三个不同部位的小试样，测试表层和心部的上中下三个不同部位的数据。设定程序，长70mm、宽40mm、高10mm的小样块。设定长度方向为沿拉伸试样拉伸方向，高度方向为板厚度方向。加工长宽高方向的确定，能够保证实现试验目的，使得取样最终符合性能检测的方向要求。为确保平行度，距上、下轧制面2mm作为表层试样的加工面。如图2所示，以双面铣面为固定面，采用线切割一次性完成三块高度为10mm小样块的加工，能够保证小样块的加工精度，确保了每个试样块的上下面的平行度，比传统的用磨床加工出来的小样块和小圆柱试样的上下面的精度更高。使得试样放入样品仓内，能够很好的与顶杆接触，测定试样高度的变化。
(4)将高度为10mm小样块的边部(拉伸夹具两个夹持的面)(水平)夹持固定，如图2所示，距拉伸夹具夹持的面(本试验中为双面铣的两面，即双铣面)边部3mm作为加工起点面，采用线切割(竖直)加工
Figure RE-GDA0002398403150000052
×高度为10mm的小圆柱试样。
用游标卡尺横梁两端面平行度和试样尺寸，优化工艺后小试样尺寸稳定在10.01mm～10.02mm，试样两端与游标卡尺贴合完好，平行度度误差小。用传统工艺(磨床)加工的试样尺寸在10.03mm～10.09mm，平行度差，程序多。使用该方法完成整个试样的加工时间为1个工作日，而传统工艺按加急样处理，经过不同部门的委托，至少需要10个工作日。
其中，关键技术要点包括：
(1)选用试样为拉断后的拉伸试样。试样类型为矩形。
(2)试样优先选用未开肩部位。距开肩部位5mm处加工，去除拉伸变形区及其影响区。
(3)经拉伸夹具夹持的面边部至少3mm不作为制备试样区，避免夹持痕迹或夹持力对试验的影响
(4)距端部至少12mm处不作为制备试样区。未开肩部位的端部一般不加工，避免拉伸试样存在热影响区或剪切区对试验带来影响。
(5)作为测试对象的拉伸试样，其规格或厚度≥16mm。
(6)在板厚方向，试样位置灵活选定，可用于研究较厚板不同部位的加热或冷却的固态相变，分析偏析或化学成分对相变的影响。
(7)该方法可应用于类似材料研究用的小圆柱试样加工。
(8)该方法可应用于采用圆形拉伸试样制备小试样，其未开肩部位直径≥16mm。圆形拉伸试样未开肩部分的端部影响区已被去除，可用做制备试样。
本发明通过优化试样的制备和加工工艺的优化，实现了静态相变试验的试样的制备，跃过了从钢板上取样条、加工大样块再去除四个面的氧割热影响区或剪切影响区的环节，省去了多次试样委托，缩短了加工周期，提高实验效率，降低了试验成本，甚至整个试样制备可用一台加工设备完成。加工出的小试样之间的尺寸较传统加工流程稳定，而且通过合理切割，不但省去了磨铣的加工，还提高了加工精度，两端面平行度更好。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，所述静态相变试验的试样制备方法包括：
步骤A：选取并回收拉伸试样；
步骤B：用从步骤A得到的拉伸试样加工大样块；
步骤C：用从步骤B得到的大样块加工小样块；
步骤D：用从步骤C得到的小样块加工静态相变试验所需的小试样。
2.如权利要求1所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，所述静态相变试验的试样制备方法具体包括：
步骤A1：根据成分和试验目的，选取并回收拉伸试样；选取断裂部分，做好标识，在断裂的拉伸试样上划分出开肩部分和未开肩部分；
步骤B1：以未开肩部分为取样对象，切除开肩部分，加工出高度为H的大样块；
步骤C1：从大样块上利用线切割加工出n个高度为h，截面积为s的小样块；H＞nh，n≥1；
步骤D1：用每个小样块加工出高度为h，截面积为t的m个小试样，m≥1，s≥mt。
3.如权利要求1或2所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，选取拉断后的拉伸试样，拉伸试样类型为矩形。
4.如权利要求1或2所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，加工拉伸试样选用未开肩部分，距开肩部分5mm处加工，去除拉伸变形区及其影响区。
5.如权利要求1或2所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，在小样块上，从距离拉伸夹具夹持的面边部至少3mm处，加工小样块。
6.如权利要求1或2所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，加工出的大样块的端面距离拉伸试样未开肩部分的端部的距离至少大于12mm。
7.如权利要求1或2所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，拉伸试样规格或厚度≥16mm。
8.如权利要求1所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，所述静态相变试验的试样制备方法具体包括：
A2：选用规格为40mm的Q355B的拉伸试样，拉伸试样经双面铣后的未开肩部分宽40mm，长150mm，开肩部分L长220mm；
步骤B2：回收断裂后的拉伸试样的其中一块，进行变形区的切除，拉伸试样断裂在中间部分，距未开肩部分的距离≥1/3L，只需去除开肩部分，得到大样块；
步骤C2：采用线切割，加工长70mm、宽40mm、高10mm的小样块；其中，将沿拉伸试样的拉伸方向设定为长度方向。
步骤D2：将高度为10mm小样块的边部夹持固定，距拉伸夹具夹持的面边部3mm以上作为加工起点面，采用线切割加工
Figure FDA0002299972300000021
的圆柱形小试样。
9.如权利要求8所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，步骤B2中，采用金相切割机切除开肩部分。
10.如权利要求8所述的静态相变试验的试样制备方法，其特征在于，步骤C2中，距上、下轧制面2mm作为表层试样的加工面，采用线切割一次性完成三块小样块的加工，分别为：上层小样块、下层小样块、和心部小样块，每块小样块长70mm、宽40mm、高10mm。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103543052A (zh) * 2013-10-18 2014-01-29 太原钢铁(集团)有限公司 一种钢板z向拉伸试样的制备方法
CN104155166A (zh) * 2014-08-29 2014-11-19 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种高导热率金属材料压缩的试样制备及其测定方法
CN104359735A (zh) * 2014-11-14 2015-02-18 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种高碳不锈钢标样的制备方法
CN104713510A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 北京有色金属研究总院 一种旋压大直径薄壁管材旋压纹深度的测量方法
CN107723486A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 大连理工大学 一种高通量制备金属块状样品的方法
CN108982188A (zh) * 2018-09-13 2018-12-11 中南大学 一种水泥基材料宏细观孔结构测量试样制备方法
CN110361247A (zh) * 2019-07-16 2019-10-22 上海海事大学 一种用于纳米压痕研究钢纤维水泥基材料中界面过渡区性能的试样制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103543052A (zh) * 2013-10-18 2014-01-29 太原钢铁(集团)有限公司 一种钢板z向拉伸试样的制备方法
CN104713510A (zh) * 2013-12-13 2015-06-17 北京有色金属研究总院 一种旋压大直径薄壁管材旋压纹深度的测量方法
CN104155166A (zh) * 2014-08-29 2014-11-19 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种高导热率金属材料压缩的试样制备及其测定方法
CN104359735A (zh) * 2014-11-14 2015-02-18 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种高碳不锈钢标样的制备方法
CN107723486A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 大连理工大学 一种高通量制备金属块状样品的方法
CN108982188A (zh) * 2018-09-13 2018-12-11 中南大学 一种水泥基材料宏细观孔结构测量试样制备方法
CN110361247A (zh) * 2019-07-16 2019-10-22 上海海事大学 一种用于纳米压痕研究钢纤维水泥基材料中界面过渡区性能的试样制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴兴文: "《金相分析技术实验教程》", 31 August 2010, 武汉理工大学出版社 *

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