[发明专利]一种获取金属材料在静态压缩状态下应力应变曲线的方法

说明书

本发明提供一种获取金属材料在静态压缩状态下应力应变曲线的方法。该方法是基于应变控制或者位移控制情况下的改进压缩实验和实验数据处理分析的一种方法，主要包含两部分内容：首先是通过改进的压缩实验获取实验数据，其次通过实验数据处理获取材料在极限慢压缩即静态压缩状态下的真实应力应变曲线。本发明的效果是可以通过实验获取材料在长期处于压缩服役过程中材料的真实应力应变曲线，从而可以有效评价材料的真实使用性能，对长期处于压缩服役状态下的金属材料的使用具有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种金属材料性能检测领域，涉及一种获取金属材料在极限慢压缩即静态压缩状态下的不同温度环境下的真实应力应变曲线的方法。

背景技术

金属材料在长期承受压缩载荷服役状态下，尤其在高温环境下，因为材料强度的降低，往往会引发结构失效，造成巨大的经济损失，该方法可以有效的评价材料在该状态下性能的衰减。对材料的安全服役具有重要的指导意义。

在本发明之前，金属材料进行压缩实验，实验加载速率一般保持在10^-5s^-1以上，无法有效模拟长期受力的使用情况，而且压缩加载速率越快检测到的材料性能越高，与材料在长期承受压缩在状态下的真实材料性能差距越大。松弛实验可以测得单点的真实应力情况，但是其无法得到完整材料拉伸曲线，而且松弛实验耗费时间很长，实验时间成本较高；同时尤其对于各项异性材料，获取材料在拉伸状态下的应力应变曲线，并不能代表材料的压缩性能，因此获取极限慢压缩即静态压缩状态下的金属材料真实应力应变曲线具有重要意义。

发明内容

本发明的目是提供一种获取金属材料在极限慢压缩即静态压缩状态下的不同温度环境下的真实应力应变曲线的方法，该方法可以得到金属材料在恒压缩服役状态下的真实应力应变曲线，同时可以比松弛实验节约大量时间成本。对长期处于压缩服役状态下的金属材料的使用具有重要的指导意义。

为实现上述目的，本发明提供的一种获取金属材料在极限慢压缩即静态压缩状态下的不同温度环境下的真实应力应变曲线的方法包括以下步骤：

1、改进型压缩实验方法，该方法可以获取后续处理分析所用的数据，具体包含一下步骤：

1)实验条件：首先，压缩实验机必须具备配套实验环境温度箱和可以应用在对应环境温度下的引伸计，如不具备此功能，该方法只可以获取常温下的实验数据；其次压缩实验机必须具备应变控制或者位移控制功能，如果不具备应变控制或者位移控制，该实验无法进行，推荐采用Gleeble3500等热模拟试验机进行该试验。

2)制备金属材料压缩实验用样，并将实验用样加热到预定实验温度，并在整个实验过程中保持实验温度恒定不变。

3)在一定载荷速率情况下进行压缩，当压缩到材料的应变数值在-0.5％、 -1.0％、-1.5％、-2.0％、-2.5％、-3.0％、-3.5％、-4.0％处进行应变控制或者位移控制，保持在该应变30分钟到2小时不等，采集该过程中所有应力、应变、时间数据。

2、实验数据处理，该方法可以获取金属材料在极限慢压缩即静态压缩状态下的不同温度环境下的真实应力应变曲线，具体实验步骤如下：

1)将从上一步实验数据导出应力应变曲线、应力时间曲线。

2)将工程应变转化为常规压缩状态下的真实应变。

3)将工程应力转化为常规压缩状态下的真实应力。

4)分别对-0.5％、-1.0％、-1.5％、-2.0％、-2.5％、-3.0％、-3.5％、-4.0％应变处时间应力曲线进行数据拟合求解。

5)根据拟合求解得出公式，求解时间对应无穷大情况下对应的应力值σ_s。