专利名称：一种高温状态下自动测量金属试样延伸率的方法
技术领域：
本发明属于检测技术领域，应用于金属材料高温长时及高温短时拉伸的性能指标的检测，具体涉及一种高温状态下自动测量金属试样延伸率的方法。
背景技术：
拉伸试验是指测定金属材料在轴向、静载下的强度和变形的一种试验，是工业上使用最普遍、最基本的一种力学性能试验。它可以测定金属材料的弹性、强度、塑性、韧性和硬化指数等许多重要指标，这些指标在工业应用中不仅是金属材料结构静强度设计的主要依据，同时也是评定和制造使用金属材料及加工工艺的重要参数。随着近代科学和航空航天技术的发展，原来在常温下工作的零部件，逐步要求在高温情况下工作，另外高转速的轴承、轴及机械加工的刀具等，也要求在高温下工作，所以在常温下的力学性能不能表征金属材料在高温下的特性。金属材料在高温短时拉伸测定的主要指标有金属高温弹性模量，屈服强度，抗拉强度，延伸度，断面收缩率等。在高温状态下检测金属材料延伸率是较难解决的问题，通常采用的方法是在试验前在试样上打标距或刻线的方法，用卡尺测量其标距长度
试样拉断后，在室温下将其断裂部分在断裂处紧密对接在一起，尽量使其轴线位于一条直线上，测量其断后的标距I1，用断后标距的伸长量4与原始标距為的百分比来表示延伸率。
S^iLi L )/L0 χ100%打标距或刻线的方法测量的是在室温下金属试样的延伸率，无法真实的表达金属试样在高温下得塑性指标。现有的延伸率测量方法，无论是刻线法或是打点法，均会对金属试样的工作部分造成不同程度的损伤，从而对试验技术指标的真实性造成影响，产生误差，且工作效率低， 无法反映高温下的塑性指标。高温状态下自动测量金属试样延伸率方法从根本上解决了这一问题，是在高温状态下，实时测量金属试样的延伸率，能准确真实的反应金属材料在高温状态塑性指标。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种高温状态下自动测量金属试样延伸率的方法，根据伺服电机转角逆推为横梁位移，根据力-变形曲线由计算机程序自动处理不规则数据，以消除夹具之间的间隙，真实反映金属材料试样在高温状态下的变形量。一种高温状态下自动测量金属试样延伸率的方法，装夹金属试样后，具体按如下步骤进行
步骤1 根据不同材料和不同试验条件，设定预载荷、试验温度1200°c)、试验时间、试验载荷和保温时间；
步骤2 施加预载荷，随着试验炉温不断升高，试样不断伸长，计算机不断对试样伸长量进行清零，以保持力_变形曲线坐标原点准确；
步骤3 升温时间到达设定的保温时间时，对试样的伸长量最后一次清零，开始保温； 步骤4 施加试验载荷，以1000次/秒采集伸长量，当试验载荷大于试样强度极限时， 拉伸至试样断裂，实时生成力-变形曲线；测量伺服电机旋转的角度，从而得出试样的伸长量；
试样在保温后，随着试样不断被伸长，金属试样的弹性变形将逐渐转变为塑性变形，由上横梁的位移，换算成伺服电机的转角，即伺服电机每转一周，横梁产生0. OOlmm的位移。伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接收的脉冲形成呼应，或者叫闭环，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，从而精确的控制电机的转动，实现精确的定位，可以达至Ij 0. 001mm。步骤5 计算金属试样的延伸率ff，计算公式如下。
=Ci1-￡ )// χ100%其中，I1为断后的标距^力原始标距。有益效果本发明方法没有采用现有打点法和刻线法来测量延伸率，而是保持试样原始状态，有伺服电机转矩逆推为横梁位移，根据力_变形曲线由计算机自动处理不规则数据，以消除夹具间的间隙，能真实反映金属材料试样在高温状态下的变形量，此方法测量出的金属材料试样延伸率是真实的，可靠的。
图1是本发明方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。本发明高温状态下自动测量金属试样延伸率的方法，采用RD100型电子持久蠕变试验机，对高温合金的棒材和板材进行延伸率检测。采用VB. net编制计算机程序，来控制试验过程，完成金属材料延伸率的测量，本发明方法的流程如图1所示。实施例1
对金属材料GH4169进行延伸率检测，按如下步骤执行本发明方法 步骤1 设定金属材料的试验温度为650°C，试验载荷为725MPa，试验时间25h，保温时间为Ih ；
步骤2 施加预载荷200N-300N，随着试验炉温不断升高，试样不断伸长，计算机不断对试样伸长量进行清零，以保持力-变形曲线坐标原点准确；
步骤3 升温时间到达设定的保温时间时，对试样的伸长量最后一次清零，开始保温； 步骤4 施加试验载荷，以1000次/秒采集伸长量，当试验载荷大于试样强度极限时，拉伸至试样断裂，实时生成力-变形曲线；测量伺服电机旋转的角度，从而得出试样的伸长量；
步骤5 计算金属试样的延伸率5，
s^mm/^ifxm =34. 2%
断裂时间为65:32h。
实施例2
对金属材料TC4进行金属延伸率检测，按如下步骤执行本发明方法 步骤1 设定金属材料的试验温度为980°C，试验载荷为83MPa，试验时间100h，保温时间为Ih ；
步骤2 施加预载荷200N-300N，随着试验炉温不断升高，试样不断伸长，计算机不断对试样伸长量进行清零，以保持力-变形曲线坐标原点准确；
步骤3 升温时间到达设定的保温时间时，对试样的伸长量最后一次清零，开始保温； 步骤4 施加试验载荷，以1000次/秒采集伸长量，当试验载荷大于试样强度极限时， 拉伸至试样断裂，实时生成力-变形曲线；测量伺服电机旋转的角度，从而得出试样的伸长量；
步骤5 计算金属试样的延伸率5， ^ = (Z1-Ztt)ZZ0 xl0094 =41. 2%
断裂时间为145:48h。
权利要求
1. 一种高温状态下自动测量金属试样延伸率的方法，其特征在于装夹金属试样后， 具体按如下步骤进行步骤1 根据不同材料和不同试验条件，设定预载荷、试验温度、试验时间、试验载荷和保温时间；步骤2 施加预载荷，随着试验炉温不断升高，试样不断伸长，计算机不断对试样伸长量进行清零，以保持力-变形曲线坐标原点准确；步骤3 升温时间到达设定的保温时间时，对试样的伸长量最后一次清零，开始保温； 步骤4 施加试验载荷，以1000次/秒采集伸长量，当试验载荷大于试样强度极限时， 拉伸至试样断裂，实时生成力-变形曲线；测量伺服电机旋转的角度，从而得出试样的伸长量；试样在保温后，随着试样不断被伸长，金属试样的弹性变形将逐渐转变为塑性变形，由上横梁的位移，换算成伺服电机的转角，即伺服电机每转一周，横梁产生0. OOlmm的位移； 步骤5 计算金属试样的延伸本5 δ={1^-1^/L0^ioomi其中，I1为断后的标距，知为原始标距。
全文摘要
本发明提供一种高温状态下自动测量金属试样延伸率的方法，保持试样原始状态根据伺服电机转角逆推为横梁位移，根据力-变形曲线由计算机程序自动处理不规则数据，以消除夹具之间的间隙，真实反映金属材料试样在高温状态下的变形量。能真实反映金属材料试样在高温状态下的变形量，此方法测量出的金属材料试样延伸率是真实的，可靠的。
文档编号G01N3/28GK102494959SQ201110422100
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者王铄, 田野, 谢欢, 郑海, 陈志仁 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司