一种测试钢板高温变形抗力的实验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料物理实验方法技术领域，特别涉及一种测试钢板高温变形抗力的实验方法。
【背景技术】
[0002]高温变形抗力是金属材料在高温状态抵御塑性变形的能力，是钢板热乳工艺设计所必须的材料性能参数。众知的测量钢铁材料高温变形抗力的方法是:将被测材料加工成圆柱形试样，安装在热模拟实验机(如，美国DSI公司Gleeble-3500热模拟机)上，通过大电流，将试样加热到一定温度后，沿试样高度方向进行压缩，对试样施加不同的变形量，同时测量变形力，并依此计算该材料在特定变形条件下的变形抗力。该方法必须制作多个试样，进行多次实验，才能完成不同变形量的变形抗力的测试，实验效率低。由于圆柱试样压缩变形的方式与热乳过程中钢板的变形方式的区别，采用圆柱形试样压缩方式测试出的材料高温变形抗力，不能完全反映热乳过程中高温钢板的热变形性能。
[0003]本发明提供了一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，使用热乳实验乳机模拟钢板在热乳过程中的变形方式，将钢板加工成阶梯形状试样，使用加热炉将试样加热到实验温度后，在热乳实验乳机上进行一道次乳制，同时记录乳制变形过程中的乳机压下量、乳制速度和乳制力，测量乳后试样各部位的厚度，并依此计算试样在多个变形量下的高温变形抗力。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，解决了测试钢板高温变形抗力实验效率低的问题。
[0005]—种测试钢板高温变形抗力的实验方法，具体步骤及参数如下:
[0006]1、样品制备:厚度依次增大的阶梯形状的钢板试样I的各阶梯厚度之间有厚度过渡坡4，厚度过渡坡的长度B大于厚度阶梯A厚度差的2倍，试样宽度W大于厚度区的长度L ;各厚度阶梯A、厚度过渡坡的长度B和厚度区的长度L尺寸一致；
[0007]2、乳制:加热炉将钢板试样I加热到实验温度，实验温度为800-1200°C，设置热乳实验机辊缝，在热乳实验乳机上进行一道次乳制；钢板试样I厚度最小的一端为乳制前端，首先进入实验乳机，同时记录乳制过程中各厚度区段的乳机压下量、乳制力F和乳辊转速VR ；
[0008]3、计算:根据乳后试样的实际厚度h，计算出原试样各阶梯区段的实际变形量H-h ;根据各厚度区段的变形量和乳辊直径，计算各厚度区段的乳制变形区长度C和变形区的面积S，公式为S = C*W ;根据乳制过程中各厚度阶梯段的实测乳制力F，计算钢板试样I在同一温度、各个变形量的高温变形抗力σ，公式为σ =F/S。
[0009]本发明的优点在于:采用具有厚度阶梯的钢板试样，最大限度地模拟了钢板在热乳过程中的变形方式，通过一道次乳制实验，测试钢板在同一温度下、多种变形量的高温变形抗力。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的实验乳机乳制变形过程示意图。其中，阶梯形状的钢板试样1、实验乳机上乳辊2、实验乳机下乳辊3、厚度过渡坡4。
[0011]图2为本发明的阶梯形状的钢板试样示意图。其中，厚度阶梯A、厚度过渡坡的长度B、厚度区的长度L、试样宽度W。
[0012]图3为本发明的乳制变形区的示意图。其中，阶梯形状的钢板试样1、实验乳机上乳辊2、实验乳机下乳辊3、乳制前钢板试样厚度H、乳制后板试样厚度h、乳辊半径R、乳制变形区长度C、乳制力F、乳辊转速VR。
[0013]图4为本发明的实施例中使用的具有四个厚度区的钢板试样示意图。其中，第一厚度区的钢板厚度Hl、第二厚度区的钢板厚度H2、第三厚度区的钢板厚度H3、第四厚度区的钢板厚度H4。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
[0015]本实施例以首钢技术研究院中试工厂的550热乳实验机为例，说明一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，550热乳实验机的乳辊半径R = 370mm:
[0016]I)参见图4，使用牌号为Q235的钢板加工制造具有4个厚度区的钢板试样。4个厚度依次为 Hl = 50mm、H2 = 55mm、H3 = 60mm.H4 = 65mm,试样宽度 W = 150mm,各厚度区的长度L1、L2、L3、L4均为200mm，各厚度过渡坡的长度B1、B2、B3均为15mm，各厚度阶梯A均为5mm。
[0017]2)设置热乳实验机辊缝(上、下辊间的距离)45mm，
[0018]3)设置乳辊转速(线速度)VR = I米/秒。
[0019]4)将试样在加热炉中加热至1200°C，保温0.5小时后，出炉，参见图1，将试样厚度最小的一端做为乳制前端，首先进入实验乳机，进行一道次乳制。同时记录乳制过程中各厚度区段的乳制力，F1、F2、F3、F4。
[0020]5)参见图3，测量乳后试样的实际厚度h，计算原试样各厚度区段的实际变形量Hl-h、H2-h、H3-h、H4-h。
[0021]6)根据各厚度区段的变形量(Hl-h、H2-h、H3_h、H4_h)和乳辊半径R，计算各厚度区段的乳制变形区长度Cl、C2、C3C4和变形区的面积S1、S2、S3、S4:
[0022]SI = C1*W ；S2 = C2*W ；S3 = C3*W ；S4 = C4*W
[0023]7)计算实验牌号的钢板，1200°C时，4个厚度区段(即，4种变形量)的高温变形抗力:
[0024]σ I = F1/S1 ； σ 2 = F2/S2 ； σ 3 = F3/S3 ； σ 4 = F4/S4。(4)参见图 3，测量乳后试样的实际厚度h，计算原试样各阶梯区段的实际变形量Hl-h，H2-h, H3-h, H4-h。
[0025](5)根据各厚度区段的变形量和乳辊直径，计算各厚度区段的乳制变形区长度Cl、C2、C3C4 和变形区的面积 S1、S2、S3、S4:
[0026]SI = C1*W ；S2 = C2*W ；S3 = C3*W ；S4 = C4*W
[0027](6)计算实验牌号的钢板，1200°C时，4个厚度区段(即，4种变形量)的高温变形抗力:
[0028]σ I = F1/S1 ； σ 2 = F2/S2 ； σ 3 = F3/S3 ； σ 4 = F4/S4。
【主权项】
1.一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，其特征在于，具体步骤及参数如下: 1)样品制备:厚度依次增大的阶梯形状的钢板试样(I)的各阶梯厚度之间有厚度过渡坡(4)，厚度过渡坡的长度(B)大于厚度阶梯(A)厚度差的2倍，试样宽度(W)大于厚度区的长度(L);各厚度阶梯(A)、厚度过渡坡的长度(B)和厚度区的长度(L)尺寸一致； 2)乳制:加热炉将钢板试样(I)加热到实验温度，实验温度为800-1200°C，设置热乳实验机辊缝，在热乳实验乳机上进行一道次乳制；钢板试样(I)厚度最小的一端为乳制前端，首先进入实验乳机，同时记录乳制过程中各厚度区段的乳机压下量、乳制力(F)和乳辊转速(VR); 3)计算:根据乳后试样的实际厚度(h)，计算出原试样各阶梯区段的实际变形量H-h;根据各厚度区段的变形量和乳辊直径，计算各厚度区段的乳制变形区长度(C)和变形区的面积S，公式为S = C*W ;根据乳制过程中各厚度阶梯段的实测乳制力(F)，计算钢板试样(I)在同一温度、各个变形量的高温变形抗力σ，公式为σ =F/S。
【专利摘要】一种测试钢板高温变形抗力的实验方法，属于材料物理实验方法技术领域。具体步骤如下：样品制备、轧制、计算。优点在于：最大限度地模拟了钢板在热轧过程中的变形方式，通过一道次轧制实验，测试钢板在同一温度下、多种变形量的高温变形抗力。
【IPC分类】G01N3/18
【公开号】CN105043894
【申请号】CN201510524769
【发明人】王永春, 李涛, 胡晓宏
【申请人】首钢总公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月24日