[发明专利]合金锻件的力学性能的测试方法及应力松弛数值模拟方法

说明书

本发明涉及一种合金锻件的力学性能的测试方法及应力松弛的数值模拟方法，属于力学性能测试技术领域，解决了现有技术中的回火数值模拟获得材料力学性能难、实验时间长的问题。该测试方法包括如下步骤：对多个淬火态的单一组织试样进行回火热处理，在升温过程中的不同温度下，取样进行冷却，获得升温试样；在保温过程中的不同时间，取样进行冷却，获得保温试样；在冷却过程中的不同温度下，取样进行冷却，获得冷却试样。将升温试样、保温试样和冷却试样升温至取样温度，匀温后，进行应力应变测试，获得合金锻件的力学性能参数。本发明提供的合金锻件的力学性能的测试方法可用于测试合金锻件的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种力学性能测试方法，尤其涉及一种合金锻件的力学性能的测试方法及应力松弛的数值模拟方法。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，有限元建模仿真技术在合金锻件热塑性成形和热处理领域得到了广泛的应用。

其中，回火是热处理的重要环节，通常情况下，回火会减少或消除残余应力，但是，应力松弛的机理十分复杂，合金锻件中的合金材料在回火过程中碳化物会从马氏体或贝氏体中析出、聚集，残余奥氏体也会发生分解；珠光体、铁素体中的碳化物也会发生形态上的变化。从而导致材料力学性能发生变化，上述复杂的过程导致的力学性能变化是无法一一反映到模拟计算中去的。

清华大学的刘庄等人(回火过程数值模拟的研究，《大型铸锻件》，1998年第2期，P1-7)在进行回火过程的数值模拟时，简化了合金锻件材料在回火过程中的复杂变化，以实测珠光体的力学性能参数代替回火后的合金锻件的力学性能参数，在未完全析出的过程中，采用加权平均法计算参数值。但是，这种方法过于简化，不能完全准确地体现合金锻件在回火过程中的力学性能变化。

P.Pheltlam等人(Microstructure based flow stress modeling for quenchedand tempered low alloy steel,Materials&Design(2015),189-199)公开描述了回火过程中碳化物析出和流变应力的模型，但是该模型只适用于马氏体的回火过程，而且模型中的参数测量工作量很大。

现有技术中，也可以直接在热模拟压力机(Gleeble)上对试样进行热处理，获得不同回火温度下的材料力学性能，然后输入到数值模型中来获得合金锻件在回火过程中的力学性能变化，然而，由于大型锻件热处理工艺复杂，周期长，采用上述方法测定各个组织的应力应变曲线，不但耗时耗力，而且大大增加实验成本。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种合金锻件的力学性能的测试方法及应力松弛的数值模拟方法，解决了现有技术中回火数值模拟难以获得材料力学性能数据的问题，该测试方法能够测试合金锻件中的铁素体、珠光体、贝氏体和/或马氏体组织在回火过程中的不同阶段的应力应变曲线，高效快捷，大大降低了实验成本。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种合金锻件的力学性能的测试方法，包括如下步骤：

步骤S1：在合金锻件的回火热处理过程中，获得合金锻件的不同位置的实际回火热处理制程；

步骤S2：对由合金锻件制成的多个淬火态的单一组织试样进行回火热处理，回火热处理制程与步骤S1获得的实际回火热处理制程相同；

在回火热处理的升温过程中的不同温度下，取出经过升温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的升温试样；

在回火热处理的保温过程中的不同时间，取出经过保温的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的保温试样；

在回火热处理的冷却过程中的不同温度下，取出经过冷却的淬火态的单一组织试样进行冷却，获得一系列的冷却试样；