CN117110031A - 一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具及测试方法，所述薄带样品高温拉伸强度测试夹具包括：底座，所述底座包括安装部和夹持部；所述夹持部上设槽体，所述槽体包括限位部；所述限位部的两侧设有卡固块；所述安装部为圆柱型，安装部上设有螺纹；压块，所述压块用于与所述底座的夹持部配合，夹持固定薄带样品。该种夹具可以安装在Gleeble试验机上，因此使用该夹具就可以利用Gleeble试验机实现直接对薄带样品进行真空条件高温拉伸性能测试。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具及测试方法。
背景技术
高温拉伸是指在高于室温条件下进行力学性能测试的方法，根据实际应用的环境来设置不同的测试温度，温度达到一定值时，保温一定时间，再在轴向载荷作用下进行拉伸变形，进而得到材料的高温力学性能。随着汽车、能源、机械等行业的迅猛发展，很多金属材料在一定温度下服役的情况越来越普遍，此时，材料在常温条件下进行的力学参数是不准确的，因此，对材料的高温力学性能的测定和研究也越来越重要。
高温拉伸试验作为金属材料重要的试验手段，可以对材料在高温条件下的力学性能指标进行检测，进而指导材料炼钢和轧制工艺的制定，目前高温拉伸试验主要通过两种方式进行测定，高温拉伸试验机和Gleeble试验机，高温拉伸试验机对样品要求较高，同时对于小尺寸样品无法进行试验，且试验过程中无法在真空环境下进行。Gleeble试验机虽然弥补了高温拉伸试验机的不足，但是只能进行圆棒状两端带螺纹样品的测定。所以，目前做超薄带样品高温拉伸实验时，只能通过截取中间坯或者连铸坯进行加工成标准样进行检测。因此，现有技术无法对薄带产品或者薄片直接进行真空条件下进行高温拉伸性能测定，目前需要一种能够对薄带样品直接进行高温拉伸强度测试的方法。
发明内容
本发明提供了一种可以适配Gleeble试验机的薄带样品夹具，解决了薄带样品无法进行真空条件下进行高温拉伸性能测试的技术问题。本发明的技术方案如下：
一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，包括：
底座，所述底座包括安装部和夹持部；所述安装部为圆柱型，安装部上设有螺纹；所述夹持部上设槽体，所述固定体包括限位部；所述限位部的两侧设有卡固块；
压块，所述压块与所述底座的夹持部配合，夹持固定薄带样品。
可选的，所述限位部位于夹持部的末端位置，槽体为T形。
可选的，所述槽体的深度为：0.09-1.98mm。
可选的，所述底座和压块通过螺栓连接。
可选的，所述夹具为GH4169合金、GH625合金中的至少一种制成。
可选的，所述槽体内靠近所述安装部的边缘位置设有凸块。
本发明还提出了一种薄带样品高温拉伸强度测试方法，包括如下步骤：
步骤1) 将待测薄带样品加工出有效拉伸段，并在有效拉伸段的两端加工出夹持段；所述夹持段的形状与所述薄带样品高温拉伸强度测试夹具的夹持部上的槽体形状一致；
步骤2）分别使用夹具固定所述待测薄带样品两端的夹持段，所述夹具上设有螺纹，通过螺纹将所述夹具固定在Gleeble试验机上；
步骤3）在低于2.0×10-1torr的真空度、1000~1400℃的温度下拉动待测薄带样品两端的夹具进行拉伸试验，计算薄带样品的拉伸强度。
可选地，所述步骤1）中薄带样品的厚度0.1-2.0mm；
可选地，所述薄带样品的粗糙度Ra0.3-1.6μm。
可选地，所述待测薄带样品的夹持段形状与所述夹具的槽体形状一致。
可选地，所述薄带样品高温拉伸强度测试方法采用Gleeble试验机进行测试；
可选地，所述步骤2）中将待测薄带样品的夹持段放入所述夹具的槽体内，将压块放置在待测薄带样品的夹持段上，使用螺栓将底座和压块紧固连接在一起。
可选地，所述步骤3）中通过所述夹具安装部的螺纹将夹具固定在Gleeble试验机上，在低于2.0×10-1torr的真空度、1000~1400℃的温度下拉动待测薄带样品两端的夹具进行拉伸试验，计算薄带样品的拉伸强度。
可选地，所述步骤3）中以5-10℃/s的加热速度加热至1000~1400℃，保温5-10min后进行拉伸；
可选地，拉伸速率控制为0.01-10s-1。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明中的一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，该种夹具可以安装在Gleeble试验机上，因此使用该夹具就可以利用Gleeble试验机实现直接对薄带样品进行真空条件高温拉伸性能测试。
本发明的薄带样品高温拉伸强度测试方法，可以在真空条件下，快速有效地检测出薄带样品材料的高温力学性能，为后续炼轧工艺制定提供依据。简化试验操作过程，提高试验过程的安全性，从而满足了薄带样品高温拉伸的试验要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为薄带样品高温拉伸强度测试夹具组装示意图；
图2为夹持部结构示意图；
图3为薄带样品结构图；
图4为安装完成的薄带样品与夹具结构图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
本实施例提供了一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，如图1所示，包括：底座1和压块2，底座1和压块2可通过螺栓3紧固连接。所述底座包括安装部12和夹持部11；所述安装部12为圆柱型，安装部12上设有螺纹13。该安装部12用于安装在Gleeble试验机上。夹持部11上设有用于穿入螺栓的孔14，所述压块2与所述底座的夹持部11配合，夹持固定薄带样品。
如图2所示，所述夹持部上设有槽体15，槽体15的深度为：0.09-1.98mm，本实施例中采用0.5mm。所述槽体15设有至少一段用于卡住样品的限位部151，限位部151的两侧设有卡固块16，使其宽度缩小。如图2所示，本实施例中限位部151位于夹持部11的末端位置，槽体整体为T形。本实施例中限位部宽6mm长4mm、槽体宽12mm长4mm。
限位部151的两侧为卡固块16，如图3所示，在测试过程中，薄带样品两端的夹持段形状应加工为与槽体形状一致，并且夹持段放置在槽体内，这样卡固块可以卡住槽体15内宽于限位部151的样品部位。
如图2所示，限位部151的卡固块16的上设有过渡圆弧，本实施例中过渡圆弧半径为0.5mm。
所述设置在槽体靠近所述安装部的边缘位置设有凸块17，凸块17对样品具有限位作用，本实施例中凸块宽2mm。
实施例2
使用实施例1中的夹具进行抗拉强度试验：
1）样品制备：取低碳含硼钢超薄带样品，厚度为0.7mm，采用线切割为图3中所示形状；薄片两端为夹持端，中间为有效拉伸段，有效拉伸段长度为23mm，夹持段为端部开槽的双台阶状，与实施例1中夹具槽体形状一致。这种形状有利于样品在高温拉伸过程中样品的稳定，不至于摇晃移位，减少对检测数据的波动。
样品表面打磨：分别采用1200#、1500#砂纸对样品进行打磨，再采用2.5μm和1.5μm抛光剂对样品有效拉伸段进行抛光，使其表面粗糙度小于Ra1.6μm；
2）样品装载：将待测薄带样品的夹持段放入所述夹具的槽体内，将压块放置在待测薄带样品的夹持段上，使用螺栓将底座和压块紧固连接在一起。将有效拉伸段中心位置焊接热电偶，将其放置在Gleeble试验机加热装置内，通过所述夹具安装部的螺纹将夹具固定在Gleeble试验机上。
3）拉伸试验：在Gleeble试验机上进行试验，采用真空泵，将样品舱真空度控制在≤2.0×10-1torr；控制感应加热段长度为22mm，以8℃/s的加热速度分别加热至1000、1300和1400℃，保温6min后进行拉伸，拉伸速率控制为0.08s-1，直至样品断裂，降至室温后计算样品的抗拉强度，保温温度为1000℃时，测得的抗拉强度为65.4MPa，1300℃时，测得的抗拉强度为12.1MPa，1400℃时，测得的抗拉强度为6.8MPa。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，其特征在于，包括：
底座，所述底座包括安装部和夹持部；所述安装部为圆柱型，安装部上设有螺纹；所述夹持部上设槽体，所述槽体包括限位部；所述限位部的两侧设有卡固块；
压块，所述压块用于与所述底座的夹持部配合，夹持固定薄带样品。
2.根据权利要求1所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，其特征在于，所述槽体的深度为：0.09-1.98mm。
3.根据权利要求1所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，其特征在于，所述底座和压块通过螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，其特征在于，所述夹具为GH4169合金、GH625合金中的至少一种制成。
5.根据权利要求1所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试夹具，其特征在于，所述槽体内靠近所述安装部的边缘位置设有凸块。
6.一种薄带样品高温拉伸强度测试方法，其特征在于，采用权利要求1~5中任一项所述的薄带样品高温拉伸强度测试夹具进行测试，包括如下步骤：
步骤1将待测薄带样品加工出有效拉伸段，并在有效拉伸段的两端加工出夹持段；所述夹持段的形状与所述薄带样品高温拉伸强度测试夹具的夹持部上的槽体形状一致；
步骤2分别使用夹具固定所述待测薄带样品两端的夹持段，所述夹具上设有螺纹，通过螺纹将所述夹具固定在Gleeble试验机上；
步骤3在低于2.0×10-1torr的真空度、1000~1400℃的温度下拉动待测薄带样品两端的夹具进行拉伸试验，计算薄带样品的拉伸强度。
7.根据权利要求6所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试方法，其特征在于，所述步骤1中薄带样品的厚度0.1-2.0mm。
8.根据权利要求6所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试方法，其特征在于，所述薄带样品的粗糙度小于Ra1.6μm。
9.根据权利要求6所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试方法，其特征在于，所述步骤3中通过所述夹具安装部的螺纹将夹具固定在Gleeble试验机上，在低于2.0×10-1torr的真空度、1000~1400℃的温度下拉动待测薄带样品两端的夹具进行拉伸试验，计算薄带样品的拉伸强度。
10.根据权利要求9所述的一种薄带样品高温拉伸强度测试方法，其特征在于，所述步骤3中以5-10℃/s的加热速度加热至1000~1400℃，保温5-10min后进行拉伸；拉伸速率控制为0.01-10s-1。
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| 李慧;梁精龙;李运刚;张冬青;: "退火硅钢高温力学性能分析", 工业加热, no. 06, pages 36 - 38 * |
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