[发明专利]一种中高强度钛合金循环加载试验方法

说明书

本发明涉及钛合金技术领域，尤其是一种中高强度钛合金循环加载试验方法，包括以下步骤：a、加工所需要的初始试样；b、将初始试样放在材料试验机上进行压缩加载试验，材料试验机上配套软件显示载荷‑位移曲线，由换算公式转换成应力应变曲线；c、在压缩完毕的初始试样上进行机加工，以获取拉伸试件；d、对获取的拉伸试件进行拉伸试验，达到预定的应变量，获取该加载条件下的应力应变曲线；e、如需进一步进行循环加载试验，则从拉伸试件上机加工出压缩试样，继续进行压缩试验，并重复进行步骤c和d，最终达到所需要的循环加载试验量，本发明结合数字图像相关设备能获取准确的循环加载试验数据，方便研究材料的包申格效应。

技术领域

本发明涉及钛合金技术领域，尤其是一种中高强度钛合金循环加载试验方法。

背景技术

中高强度钛合金是一种广泛应用于舰船制造、压力容器以及航空航天等领域的先进的结构材料，具有比强度高、耐腐蚀性好、高温性能好等优点。钛合金构件在服役过程中通常会有交变加载过程，钛合金材料在循环加载过程中的材料性能表现和变化直接关系到构件能否完成工作。

材料的包申格效应是指金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力增加；反向加载，规定残余应力降低的现象。包申格效应是金属材料所具有的普遍现象，这一效应对于材料的常温塑性变形、尺寸稳定性及服役性能均带来不利影响。了解包申格效应有助于建立材料在复杂循环塑性变形下的结构模型，进而从本质上研究材料加工硬化。材料的包申格效应一般采用循环加载的方式进行研究，即通过正向加载至一定程度的塑性变形后卸载，并进一步反向加载至相同或不同程度的塑性变形，再卸载，第二次正向加载至相同或不同程度的塑性变形。经此过程反复一次或多次，以测试材料的应力应变曲线的连续变化情况。

在测量钛合金材料的循环加载性能时，拉伸加载试验往往较容易实现，但进行反向压缩试验时，经常会发生压缩失稳现象，对于板材更是如此，在达到可供使用的塑性变形程度之前，材料试样因压杆失稳而弯曲，而使测得的试验数据不具备可用性。这就要求在试样形状设计、试样制备以及试验流程上进行改进，可以保证获得完整的、较为准确的材料常温循环加载的实验数据，从而为中高强度钛合金材料的常温塑性变形、尺寸稳定性及服役性能等方面有较为可靠地评价。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种中高强度钛合金循环加载试验方法，可以获得完整的、较为准确的材料常温循环加载的实验数据，方便研究材料的包申格效应。

本发明所采用的技术方案如下：一种中高强度钛合金循环加载试验方法，包括以下步骤：

a、加工所需要的初始试样：根据中高强度钛合金的延伸率和预计循环加载的次数确定所需制备的初始试样的规格；

b、将初始试样放在材料试验机上进行压缩加载试验，材料试验机上配套软件显示载荷-位移曲线，由换算公式转换成应力应变曲线；

c、在压缩完毕的初始试样上进行机加工，以获取拉伸试件；

d、对获取的拉伸试件进行拉伸试验，达到预定的应变量，获取该加载条件下的应力应变曲线；

e、如需进一步进行循环加载试验，则从拉伸试件上机加工出压缩试样，继续进行压缩试验，并重复进行步骤c和d，最终达到所需要的循环加载试验量。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述初始试样的直径为D，初始试样的高度为H，0.5H≤D≤2H。

在初始试样中获取拉伸试件时，在初始试样中均匀间隔获取多个拉伸试件。

本发明的有益效果如下：本发明结合数字图像相关设备能获取准确的循环加载试验数据，本发明具有灵活简便的特点，可以获取多种循环加载方式，且不需要对材料试验机进行改造，可以避免材料试样因压杆失稳而弯曲,方便研究材料的包申格效应。

附图说明