专利名称：集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构的制作方法
技术领域：
本实用新型特别涉及一种集合热机处理工艺、微观组织表征和力学性能测试的实验样品改良结构。
背景技术：
由于使用环境的要求，材料自身必须满足一定的力学性能要求，因此科研人员通过优化材料的成分、改变工厂轧制工艺等方法以获得理想的组织结构及力学性能。而上述研发工作的开展主要借助于热力模拟实验机开展。热力模拟实验机能够实现升温、降温和变形等的精确控制，但由于其自身样品尺寸的限制，无法提供有关力学性能信息。也即，现在的实验技术往往不能兼顾材料的微观组织和力学性能两个方面，从而会出现因采用不同样品分别进行轧制工艺模拟、材料微观 组织表征和宏观力学性能研究而产生的数据误差。因此得出的研发实验结果具有一定合理性，但与实际情况仍存在可感知的误差。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，其能在Gleeble热/力学模拟试验机上实现集力学性能与显微组织于一体的精确研究。为实现上述发明目的，本实用新型采用了如下技术方案一种集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，包括变形体，其特征在于它还包括连接于变形体两侧的拉伸体，所述拉伸体与变形体一体设置。进一步地讲，所述变形体表面还设有一安装孔。所述安装孔为盲孔，其深度在3_5mm。所述安装孔内设有热电偶。优选的，所述热电偶焊接固定于安装孔内。优选的,所述拉伸体长20-40mm,宽高10_20mm。与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过对实验样品尺寸和形状的改进和优化，不仅可以利用GLEEBLE热/力学模拟试验机对实验样品的加热/冷却速率、保温温度和保温时间实现精准的控制，实现材料的微观组织的近似原位观察，同时可在同一样品上进行力学性能测试，找到不同的处理工艺条件下材料的微观显微组织和宏观力学性能之间的关系。这种新型样品的设计，确保了实验结果的可靠性，为新材料开发提供了科学的数据依据和具有实际意义的理论基础。本实用新型易于实施，并可有效减少实验样品数，减少样品加工工作量。
图I为本实用新型实验样品的结构示意图，其中，I-变形体、2-拉伸体、3-孔、4-热电偶；图2是利用图I所不样品进行的实验工艺图；图3是图I所示样品在八道次变形实验过程中的的应力-应变曲线；图4是实验后的样品的应力-应变曲线图。
具体实施方式
以下结合一较佳实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明。(I)实验样品外形尺寸的设计参阅图1，该实验样品结构，包括变形体I以及连接于变形体两侧的拉伸体，2，拉伸体与变形体一体设置。该拉伸体的规格优选为长20-40mm,宽高10_20mm。 为了准确测量样品上的温度，在样品的上表面的中心处，钻一直径为2mm，深度为3mm的圆孔3，将R系热电偶4焊在孔内，作为实验过程中的控温热电偶。热模拟实验完成后，利用机加工设备将其加工成为拉伸试样。(2)参阅图2，按照上述设计的样品，编写相应的GLEEBLE程序，通过精准的温度控制，模拟以下实验工艺多道次轧制实验模拟GLEEBLE热/力学模拟试验机能够实现加热/冷却速率的精确控制，温度控制偏差在土TC，通过选定合适的实验参数，如加热/冷却速率、保温温度及保温时间、每道次轧制变形量及变形速率等，通过GLEEBLE强大的数据采集系统可以研究材料在多道次变形时相应的应力-应变曲线等，参阅图3。(3)显微组织表征和力学性能测试参阅图4，经过热机处理后的样品，可以进行显微组织观察和拉伸性能的测定。在进行显微组织测定时，取样位置比较重要，可将处理后的样品在与热电偶所在平面平行且靠近热电偶的方向截下一部分做金相观察。样品在经过镶嵌及多次磨抛后达到要求，然后经腐蚀液腐蚀。利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等观察样品中微观组织的种类、各种组织的比例以及析出物的各种状态(大小，形貌和数量等)。经过热机处理后的样品，经过线切割后，在5KN拉伸试验机上进行拉伸试验，得出力学性能数据。本实用新型通过对传统GLEEBLE热/力学模拟试验机实验样品尺寸和形状的改进和优化，借助于GLEEBLE热/力学模拟试验机对实验参数的精确控制，把力学性能、微观的组织结构与实验工艺有机的结合研究，从而得到材料在不同的处理工艺条件下的微观物理冶金现象与宏观的力学性能之间的关系，为新材料的研发提供具有实际意义的理论基础。本实用新型还可以有其他多种实施方式，但在不背离实用新型精神及其实质之情况下，本领域技术人员当可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，包括变形体，其特征在于它还包括连接于变形体两侧的拉伸体，所述拉伸体与变形体一体设置。
2.根据权利要求I所述的集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，其特征在于所述变形体表面还设有一安装孔。
3.根据权利要求2所述的集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，其特征在于所述安装孔为盲孔，其深度在3-5mm。
4.根据权利要求2或3所述的集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，其特征在于所述安装孔内设有热电偶。
5.根据权利要求4所述的集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，其特征在于所述热电偶焊接固定于安装孔内。
6.根据权利要求4所述的集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，其特征在于所述拉伸体长20-40mm,宽高10_20mm。
专利摘要本实用新型公开了一种集成热机处理、力学性能及显微组织研究的实验样品结构，包括变形体以及连接于变形体两侧的拉伸体，所述拉伸体与变形体一体设置。进一步地讲，所述变形体表面还设有一安装孔。所述安装孔内焊接固定有热电偶。借助本实用新型，可在实现带钢热连轧、在线快速冷却和卷取工艺完整模拟的同时，从同一实验样品中取得奥氏体变形应力应变曲线、室温拉伸性能和硬度、显微组织等综合信息。本实用新型的优点在于将同一样品的力学性能和微观组织数据紧密结合起来，克服了传统热模拟实验无法提供实验样品的拉伸性能的不足，实现了数据的统一性，并节约了成本，为新产品开发提供了快速经济的研究途径。
文档编号G01N13/00GK202486017SQ201120303030
公开日2012年10月10日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月2日
发明者刘东升, 朱浩, 陈益华 申请人:江苏省沙钢钢铁研究院有限公司