[实用新型]一种用于制备薄壁管材压平测织构试样的装置

说明书

一种用于制备薄壁管材压平测织构试样的装置，所述装置由施压件、承载件、调节件和Gleeble热模拟试验机构成；施压件由施压端和压入端组成，施压端外侧与Gleeble热模拟试验机施压端压头接触，施压件通过调节件压扣在承载件上；承载件由载样台和长方形凹槽组成，载样台沿轴线剖开为U型结构，其内侧用于承载薄壁管材试样，外侧与Gleeble热模拟试验机受压端压头接触；调节件为功能性垫片，其上设置有一个沿厚度方向贯穿的长方形通孔。本实用新型具有结构简单、功能多样、易于操作、成本低和适用性广等优点，其技术方案规范合理，技术效果优良，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

技术领域

本实用新型属于金属材料分析技术领域，涉及一种测量金属材料织构的技术，特别提供一种用于制备薄壁管材压平测织构试样的装置。

背景技术

管材行业与社会生产和人民生活息息相关，我国金属管材行业已发展超过50年，规模已相当大，且近年来有持续增长的趋势。金属管材制成的金属结构零部件有刚性好、强度大、重量轻、造价低等优点，其在工业制品中的应用范围随着现代化制造技术的发展而不断扩大。

目前，金属管材已广泛应用于建筑、食品、石油、化工、核电、航空等各个行业的工业管道系统，成为管道系统中管类设备的核心部件。在各个行业中，使用最多的管材包括钢管、铜管、铝管、钛管、锆管等金属管材。

金属管材的制造工艺主要包括轧制、挤压和拉拔等过程。金属管材在发生塑性变形时易形成织构，晶体织构是在冷热加工和塑性成型等过程中，多晶体中的晶粒在不同程度上围绕着某些特殊的取向排列，使各个晶粒取向趋于一致即形成择优取向。研究发现，变形量越大，产生的织构越强烈，多晶体的各向异性越明显，织构不仅影响管材取向及力学性能，而且还与应力腐蚀开裂等性能有关，进而影响管材的服役寿命。织构是分析管材加工参数与性能之间关系最好的桥梁，清楚地认识管材加工过程中的织构特点及演变规律，对于预测产品使用性能、发挥材料潜力及合理制定工艺参数都具有十分重要的意义。

目前，测量金属材料织构最常用的方法有XRD法和EBSD法。XRD法和EBSD法均是以晶体衍射原理来得以实现。不同之处在于XRD法使用的是X射线，借助于全自动X射线衍射仪，能适合大批量试样的织构测量，得到的是试样的宏观统计织构信息，对材料整体宏观性能的评价有其独到之处。而EBSD法使用的是电子束，通过研究衍射菊池线花样揭示微观织构的特征及规律。两种方法侧重点不同，各有特色，互为补充。

XRD法侧重于宏观区域的分析，能使材料中上千个晶粒参与衍射，统计性高，得到的是宏观统计分布概念上的全部织构信息，对测试试样要求不高。XRD是用特征X射线照射样品，依据样品不同方向衍射强度的差异进行织构分析，其基本原理是将X射线探测器置于符合布拉格方程的2θ位置上，试样围绕入射点做空间旋转，使各方位的晶粒都陆续进入衍射方位，连续测量衍射强度。若试样无织构，则强度不变；若试样存在织构，强度则随试样的方位而变化。衍射强度正比于发生衍射晶面的极点密度。将强度分级，按其相应的方位标在极射赤面投影图上，就得到极图，由极图即可分析出试样的织构信息。织构与材料的性能有着密切的关系，由XRD法得到的织构信息通过数学计算，通过对生产工艺参数与织构关系的研究，能对进一步优化生产工艺提供理论依据，结合性能预估理论能推算出材料的物理性能，对材料整体宏观性能的评价有其独到之处。

EBSD法能从微观的角度研究材料中各个晶粒的取向及晶粒间的取向差，使材料织构测量技术进入了亚微米数量级，特别是在一些织构演变的机理性研究和局部微观织构研究方面有很大的应用价值，代表了当今微观织构分析的最高水平。EBSD法要求样品表面平整且没有制样过程中的破坏，避免破坏晶粒之间晶界，样品表层不能有应力层。EBSD是利用电子束轰击样品表面，撞击晶体中原子产生散射，这些散射电子由于撞击的晶面类型不同在某些特定角度产生衍射效应，在空间产生衍射圆锥，并向空间无限发散。利用荧光屏截取衍射圆锥得到一系列的菊池带，然后根据菊池线特点分析织构。EBSD除了能给出单个晶粒的取向信息以外，还能得到相邻晶粒间的取向差以及晶界角度，为研究材料内部组织的晶粒、晶界随工艺变化及对材料性能影响的研究提供了极好的实验手段。