CN112697586A - 一种复杂变形成形构件热处理后性能评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，按照所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量，在同样的成型温度条件下对标准样品进行预拉伸，得到预拉伸样品；将预拉伸样品随所述复杂变形成形构件进行同炉热处理，对热处理后的预拉伸样品进行理化性能检测，并以所得到的理化性能检测结果表征所述复杂变形成形构件的热处理后性能。相比现有技术，本发明可以解决同炉未变形样品的性能缺乏代表性的问题，有效改进复杂构件的性能评价方法。

Description

一种复杂变形成形构件热处理后性能评价方法
技术领域
本发明涉及一种热处理后性能评价方法，尤其涉及一种复杂变形成形构件热处理后性能评价方法。
背景技术
对于封头、卷筒、弯管、波纹管、法兰、三通、异径、管帽等形状复杂的热成形和冷成形构件，成形过程中不同的位置有不同程度的变形量，且由于尺寸和形状的限制，在产品进行热处理后，后续理化检验过程中，无法完成本体取样。因此常规的做法是：取一定量的构件成型用原材料，进行同炉热处理，对同炉热处理样进行理化检测以代表构件的性能。这种方法的明显缺陷是同炉样没有经过与构件成形过程相同的变形加工，因此并不能准确代表构件的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，可以有效模拟构件的复杂变形过程，从而准确评价构件热处理后的真实性能。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，按照所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量，在同样的成型温度条件下对标准样品进行预拉伸，得到预拉伸样品；将预拉伸样品随所述复杂变形成形构件进行同炉热处理，对热处理后的预拉伸样品进行理化性能检测，并以所得到的理化性能检测结果表征所述复杂变形成形构件的热处理后性能。
优选方案之一，通过公式法计算得到所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量。
进一步优选地，公式法计算使用GB/T 25198或ASME-I-PG19标准中的最大变形量计算公式。
优选方案之二，使用数值模拟方法得到所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
本发明根据构件的最大变形量，通过预拉伸制备预拉伸样品，然后将预拉伸样品随炉热处理并以其性能测试结果表征构件的性能，可以解决同炉未变形样品的性能缺乏代表性的问题，有效改进复杂构件的性能评价方法。
附图说明
图1为冷冲压成型封头的结构示意图；
图2为预拉伸样品在预拉伸前的结构示意图；
图3为预拉伸样品的拉伸曲线；
图4为弯管的结构示意图；
图5为热冲压成型封头的结构示意图；
图6为波纹管的结构示意图。
具体实施方式
针对现有技术不足，本发明的解决思路是根据构件的最大变形量，通过预拉伸制备预拉伸样品，然后将预拉伸样品随炉热处理并以其性能测试结果表征构件的性能，以解决同炉未变形样品的性能缺乏代表性的问题。
本发明所提出的复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，具体如下：
按照所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量，在同样的成型温度条件下对标准样品进行预拉伸，得到预拉伸样品；将预拉伸样品随所述复杂变形成形构件进行同炉热处理，对热处理后的预拉伸样品进行理化性能检测，并以所得到的理化性能检测结果表征所述复杂变形成形构件的热处理后性能。
其中，所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量可以通过公式法计算得到(例如使用GB/T 25198或ASME-I-PG19标准中的最大变形量计算公式)或者通过数值模拟方法得到。
为便于公众理解，下面通过几个具体实施例并结合附图来对本发明的技术方案进行详细说明：
实施例1、
本实施例中的复杂变形成形构件为图1所示的冷冲压不锈钢封头，其热处理后性能方法具体如下：
步骤1、对封头进行最大变形量计算，计算方法如下：
最大变形量％＝纤维伸长率％＝75*t(1-Rf/Ro)/Rf
其中t:成型前板材的公称厚度；
Rf：成型截面的最小曲率半径
Ro：初始平均半径(对于平板，为无穷大)
该封头为标准碟型封头DN350(φ350×16×25)，成型前的板材厚度为16mm，按照最大变形量公式计算，其最大变形量为＝19.8％；
步骤2、取封头成型用板材加工为如图2所示的拉伸试样，采用万能拉伸实验机对拉伸试样进行19.8％的预拉伸，预拉伸结束后，实验停止，取下该样品(拉伸曲线如图3所示)；与此同时采用冷冲压的方式对封头进行成形处理。
步骤3、随炉热处理：将预拉伸样品随成型后的封头进行同炉热处理，热处理工艺采用1160℃15min固溶热处理。
步骤4、热处理完成后对预拉伸样品重新进行拉伸实验以确定其性能。其拉伸结果和本体取样对比结果如表1。从中可以看出采用本方法和对封头解剖后获得的性能非常接近，说明采用本发明方法，可以有效的获得复杂变形构件的力学性能。
表1、力学性能对比
Figure BDA0002822111400000031
实施例2、
本实施例中的复杂变形成形构件为图4所示的弯管，其热处理后性能评价方法具体如下；
步骤1、对弯管进行最大变形量计算，计算方法如下：最大变形量％＝纤维伸长率％＝100*r/R
其中r:成型前管材的公称半径；
R：管材的公称弯曲半径
该管材原始规格为φ48.3，弯曲半径为R＝114，按照最大变形量公式计算，其最大变形量％＝(100*24.15)/114＝21.2％。
步骤2、取原始管材加工为剖片式拉伸试样，采用万能拉伸实验机对拉伸试样进行21.2％的预拉伸，预拉伸结束后，实验停止，取下该样品；与此同时采用冷弯的方式对弯管进行成形处理。
步骤3、随炉热处理：将预拉伸样品随成形弯管进行同炉热处理，热处理工艺采用1160℃15min固溶热处理。
步骤4、热处理完成后对预拉伸样品重新进行拉伸实验以确定其性能。其拉伸结果和本体取样对比结果如表2。从中可以看出采用本方法和对弯管解剖后获得的性能非常接近，说明采用本发明方法，可以有效的获得复杂变形构件的力学性能。
表2、力学性能对比
Figure BDA0002822111400000041
实施例3、
本实施例中的复杂变形成形构件为图5所示的热冲压封头，其热处理后性能方法具体如下：
步骤1、对封头进行最大变形量计算，计算方法如下：最大变形量％＝纤维伸长率％＝75*t(1-Rf/Ro)/Rf
其中t:成型前板材的公称厚度；
Rf：成型截面的最小曲率半径
Ro：初始平均半径(对于平板，为无穷大)
该封头为椭圆形封头EHA2310*34，成型前的板材厚度为34mm，,成型后的最小曲率半径为R＝400,按照最大变形量公式计算，其最大变形量为＝6.37％。
步骤2、取原始板材加工为拉伸试样，采用万能拉伸实验机在热压成型的温度条件下对拉伸试样进行6.37％的预拉伸，预拉伸结束后，实验停止，取下该样品；同时采用热压成型的方式对封头进行成形处理。
步骤3、随炉热处理：将预拉伸样品随成形封头进行同炉热处理，热处理工艺采用1160℃25min固溶热处理。
步骤4、热处理完成后对预拉伸样品重新进行拉伸实验以确定其性能。其拉伸结果和本体取样对比结果如表3。从中可以看出采用本方法和对热冲压成型封头本体取样获得的性能非常接近，说明采用本发明方法，可以有效获得复杂变形构件的力学性能。
表3、力学性能对比
Figure BDA0002822111400000051
实施例4、
本实施例中的复杂变形成形构件为图6所示的波纹管，其热处理后性能方法具体如下：
步骤1、根据波纹管的设计图，采用数值模拟方式得出波纹管的最大变形量为18％；
步骤2、取原始板材加工为拉伸试样，采用万能拉伸实验机对拉伸试样进行18％的预拉伸，预拉伸结束后，实验停止，取下该样品；与此同时采用冷成型的方式对波纹管进行成形处理。
步骤3、随炉热处理：将预拉伸样品随成形波纹管进行同炉热处理，热处理工艺采用1160℃10min固溶热处理。
步骤4、热处理完成后对预拉伸样品重新进行拉伸实验以确定其性能。其拉伸结果和本体取样对比结果如表4。从中可以看出采用本方法和对波纹管本体取样获得的性能非常接近，说明采用本发明方法，可以有效的获得复杂变形构件的力学性能。
表4、热处理后力学性能对比
Figure BDA0002822111400000061
通过以上具体实施例可以看出，采用本发明技术方案，可以在不需要对构件进行取样测试的情况下有效模拟构件的复杂变形过程，所得到的性能评价结果与构件实际性能高度接近，可以有效获得复杂变形构件热处理后的理化性能，具有极高的推广应用价值。

Claims (4)

1.一种复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，其特征在于，按照所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量，在同样的成型温度条件下对标准样品进行预拉伸，得到预拉伸样品；将预拉伸样品随所述复杂变形成形构件进行同炉热处理，对热处理后的预拉伸样品进行理化性能检测，并以所得到的理化性能检测结果表征所述复杂变形成形构件的热处理后性能。
2.如权利要求1所述复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，其特征在于，通过公式法计算得到所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量。
3.如权利要求2所述复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，其特征在于，公式法计算使用GB/T 25198或ASME -I-PG19标准中的最大变形量计算公式。
4.如权利要求1所述复杂变形成形构件热处理后性能评价方法，其特征在于，使用数值模拟方法得到所述复杂变形成形构件在复杂变形成型过程中的最大变形量。
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