[发明专利]一种金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法

说明书

本发明提供一种金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法，包括以下步骤：S1、对试样进行单向拉伸试验；S2、获取试样均匀变形阶段和集中变形阶段不同位置的硬度值；S3、获取试样均匀变形阶段和集中变形阶段不同位置的应变量；S4、建立应变量与硬度值的关系式；S5、根据试样的硬度值、所述的应变量与硬度值的关系式来获取金属材料复杂曲面成形及服役性能评价试验过程中的应变量。本发明所述的一种金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法，试验过程简单，可操作性强；能够实现金属材料复杂曲面成形及服役性能评价试验过程中大塑性变形量的有效测量，可为金属材料强度和失效研究提供必要的基础支撑。

技术领域

本发明涉及金属材料强度与失效领域，具体而言，涉及一种金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法。

背景技术

金属材料复杂曲面成形中曲面不同部位的塑性变形量并不均匀，金属材料断裂性能、抗爆性能测量试验过程中经历了弹性变形、均匀塑性变形、局部集中塑性变形至断裂的全过程，即在实际使用及服役性能测量过程中，金属材料发生的塑性变形多为不均匀大塑性变形。如何对金属材料在实际使用及服役性能测量过程中的塑性变形量进行定量，进而通过数值模拟对金属材料成形及服役性能测量试验过程进行全流程分析，是解决金属材料成形精度及服役性能测量方法改进的重要一环。

目前金属材料塑性应变测量的方式有两种，一种是通过固定标距，通过实时测量标距长度进而计算应变量；一种是通过粘贴应变片实时记录应变量。但第一种测试方法只能测试均匀截面材料单向变形时的应变情况，不能测试弯曲、缺口件尖端等复杂截面变形时的应变情况，第二种测试方法虽然能够测试弯曲、缺口件尖端等复杂截面变形时的应变情况，但应变片的测量量程均较小，所能测得的应变量远小于金属材料成形及服役性能测量试验过程中的应变量。现有技术中均不能实现对金属材料复杂曲面成形及服役性能评价试验过程中大塑性变形量的有效测量。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提出一种金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法，以解决现有技术中均不能实现对金属材料复杂曲面成形及服役性能评价试验过程中大塑性变形量的有效测量的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法，所述金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法包括以下步骤：

S1、对试样进行单向拉伸试验；

S2、获取试样均匀变形阶段和集中变形阶段不同位置的硬度值；

S3、获取试样均匀变形阶段和集中变形阶段不同位置的应变量；

S4、建立应变量与硬度值的关系式；

S5、根据试样的硬度值、所述的应变量与硬度值的关系式来获取金属材料复杂曲面成形及服役性能评价试验过程中的应变量。

本实施例所述的一种金属材料变形过程中塑性变形量的测试方法，试验过程简单，可操作性强；建立了大应变范围内应变量与硬度值的相关性表达式，能够实现金属材料复杂曲面成形及服役性能评价试验过程中大塑性变形量的有效测量，可为金属材料强度和失效研究提供必要的基础支撑。

进一步的，在步骤S3中，通过试样轮廓直径的变化来计算获得应变量，计算公式如下：

其中，ε为应变；Z为试样截面收缩率。

进一步的，在步骤S4中，以应变量为x轴，硬度值为y轴建立坐标系，建立应变量与硬度值的关系式。

进一步的，在步骤S2中，在均匀变形阶段，将试样拉伸加载至不同塑性变形量后停止加载，通过硬度试验机测试变形后材料的硬度。