[发明专利]一种在热模拟试验机上获得拉伸断口原貌的方法

说明书

本发明公开了一种在热模拟试验机上获得拉伸断口原貌的方法，该方法是在MMS‑200试验机上进行高温拉伸试验，通过观察试样拉伸时所受拉伸载荷的变化和反复试验确定了试样拉断前进行瞬间断电操作的最佳载荷。不同于现有拉伸方式通过预试验得到试样拉断时的变形长度，以略小于该值为断电时刻点，输入到系统操作界面中。相比之下，本发明将操作化繁为简，不需要对每个拉伸试验进行预试验，大大减少了工作量，提高了工作效率。对于设定不同温度和不同拉速的高温拉伸试验，可以确保试样百分百地被拉断，而不会出现试样拉不断或被熔断的情况。

技术领域

本发明属于金属材料热加工物理模拟试验技术领域，涉及一种在热模拟MMS-200试验机上进行高温拉伸试验后获得拉伸断口的方法。

背景技术

利用热模拟进行高温拉伸试验是研究钢的热塑性最常用的方法，通过高温拉伸试验得到钢的脆性断口和塑性断口，对断口进行扫描电镜观察和断面收缩率测量，了解钢的第三脆性温度区间，从而评定钢的热塑性好坏，指导连铸工艺生产。在国内钢厂企业，目前普遍以东北大学生产的MMS-200热模拟试验机为试验设备。在实际操作中，由于拉伸温度非常高，通常在1250℃左右进行实验，试样拉至快要断裂时，其横截面变得又细又窄，此时刻试样横截面的温度会高于设定温度，导致试样一下就被熔断，而不是被拉断，其断口不能进行准确测量和获得高温组织形貌，不能真实模拟拉伸实验且失败率较高，给实验带来很大困难。为此急需探索一种拉伸断裂方法，保证试样在高温拉伸实验中获得完整的未熔断口，以便后续的研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种在热模拟试验机上获得拉伸断口原貌的方法。试样在热模拟MMS-200试验机上进行高温拉伸实验时，断裂后获得未熔断口，试样断口可以进行尺寸测量和原始形貌观察，有效模拟连铸坯的高温拉伸情况。

本发明的技术方案：

一种在热模拟试验机上获得拉伸断口原貌的方法，包括以下步骤：

（1）将试样加工成规格为Φ10×80mm的圆拉试样，试样表面粗糙度Ra≤3.2um；

（2）用砂纸打磨试样中部，使其呈现金属光泽，将正负极热电偶丝用点焊机焊接在试样1/2位置；根据峰值温度的不同选择合适的热电偶，峰值温度≤1250℃时，使用镍铬-镍铝热电偶，热电偶类型选择TK1；峰值温度＞1250℃时，使用铂铑-铂热电偶，热电偶类型选择TK4；

（3）安装试样前，将固定轴的气缸挡位于“拉伸”挡位，点动按扭，使固定轴移至被拉伸限位；用移动轴气缸调整移动轴位置，同时记录下此时未安装拉伸夹具时的力检测数值；使用拉伸夹具安装好试样后，启动油泵，用手动旋钮移动液压锤头，使之即将与移动轴接触为止；然后安装好联轴器，使液压锤头与移动轴连接成一体，手动调节液压缸位移使试样处于微拉状态；

（4）设定试验条件：将试样以10℃/s的速度加热到1250℃，保温300s，然后以3℃/s的冷速冷却到650～1100℃，在设定温度下以0.01mm/s的速率进行高温拉伸实验。

（5）启动真空泵，抽真空至一两分钟后关闭，充入保护气氮气，于微充状态直至试样被拉断为止。

（6）在拉伸过程中，观察试样的力检测数值，数值达到峰值后回落，根据回落力值进行试样拉断前的断电处理。

（7）对试样的拉伸断口进行扫描电镜观察和断面收缩率测量。

本发明的有益效果：本发明在MMS-200试验机上进行高温拉伸试验，通过观察试样拉伸时所受拉伸载荷的变化和反复试验确定了试样拉断前进行瞬间断电操作的最佳载荷。不同于现有拉伸方式通过预试验得到试样拉断时的变形长度，以略小于该值为断电时刻点，输入到系统操作界面中。相比之下，本发明将操作化繁为简，不需要对每个拉伸试验进行预试验，减少了大约一半的工作量，大大提高了工作效率。对于设定不同温度和不同拉速的高温拉伸试验，可以确保试样百分百地被拉断，而不会出现试样拉不断或被熔断的情况。

附图说明

图1为试样断面收缩率-温度关系图。