[发明专利]一种获取高温拉伸试样断口的方法

说明书

本发明提供一种获取高温拉伸试样断口的方法，将热电偶焊接在待测试样的中间，在真空状态下将试样加热到1330～1370℃，保温4～5min后，以2.8～3.2℃/S的速率降温至1190～1210℃，保温55～65s后，以2×10^‑3/S速率将试样拉伸；并将试验过程分为变形初期、变形中期和变形后期三个阶段分别控制，变形中期当试样变形力经过最高点之后下降到某一个力值F时，将设定的试验拉伸温度置为零，力值F＝规定基准力F₀+加摩擦力f+试样所处环境的内外压力差F_p，当F＝f+F_p时，将设定的试验拉伸温度置为零，规定基准力F₀设定在20～50千克力。本发明操作方便快捷，可有效避免试样由于断裂所致断口熔融现象的发生，有利于进行微观组织及断口形貌的研究。

技术领域

本发明属于材料热加工领域，特别涉及一种获取高温拉伸试样断口的控制方法。

背景技术

热力模拟试验机是利用小试样再现材料的各种受热、受力过程，揭示其在热加工过程中组织与性能的变化规律，用于研究材料的热变形行为的一种试验装置。目前，应用较广泛的热力模拟试验机是将试样当作电阻直接通入电流使其加热，并由焊在试样上的热电偶进行温度的测量与控制。然而，在进行试样高温拉伸试验时，试样要发生缩颈、断裂现象，在断裂的瞬间，在试样的断口处的加热及不稳定，往往导致断口呈熔融状态，破坏了断口组织形态，无法进行后续的断口组织形态分析。针对此项技术的不足，还没有具体、有效的解决方法。应用现有技术，通常可以获得在温度较低的条件下拉伸的试样断口，且随着拉伸温度的提升，实验的成功率会下降。至于拉伸温度较高的情况，则采用其他设备和其他加热方式，如，电阻炉加热。然而，为了更充分利用直接通电使试样加热的电阻加热方式的优势，需要开发出一种方法，以避免试样拉伸时出现熔融、破坏断口，达到获取高温拉伸试样断口的目的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种获取高温拉伸试样断口的方法，该方法可以避免试样在直接通电加热的电阻加热条件下，在高温拉伸断裂瞬间产生的熔融现象，能够实现获取高温拉伸试样的断口，以备后续的微观组织检验分析，为研究材料在拉伸过程中的组织变化和断口形貌提供有利条件。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种获取高温拉伸试样断口的方法，其具体方法为，

(1)采用铂铑热电偶对试样进行温度的测量与控制，通过点焊的方法将热电偶焊接在待测试样的中间位置，电偶对的焊点间的距离为0.9～1.1mm；

(2)试验前，将热力模拟试验机试样所在的的腔体内抽真空，防止试样的氧化；

(3)试验工艺过程：在真空状态下将试样以9～11℃/S的速率加热到1330～1370℃，保温4～5min之后，以2.8～3.2℃/S的速率降温至1190～1210℃，保温55～65s后，以2×10^-3/S速率将试样拉伸；

(4)试验过程的分段控制：按照试验要求编制参数试验程序，并将试样由拉伸直至断裂的整个过程分成变形初期、变形中期和变形后期三个阶段，试样变形初期为试样由原长被拉伸了长度为0.06～1mm的变形阶段，变形初期试样的变形力随变形量的增大迅速增大，试样的截面没有明显变化；试样变形中期为试样的变形力升高至最高点后下降至20千克力的过程，试样的变形力随变形量的增大先增大，达到某一个值后迅速减小，试样出现缩径现象，且随着变形量的增大，缩径现象越明显；试样变形后期是指力值保持在20千克力的过程，试样的变形力趋于一个稳定值，该稳定值的产生主要是摩擦或负压力所致，此时试样被拉断；绘制出试样在整个拉伸过程中的变形力变化曲线；