金属材料的高温弯曲检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及力学检验领域，尤其是一种金属材料的高温弯曲检测方法
【背景技术】
[0002] 弯曲试验主要测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验，它是材料机械性能试 验的基本方法之一，通常用来检测和比较材料表面热处理层的质量和性能，弯曲试验结束 后观察试样表面有无裂纹。无裂纹说明试样是合格的，有裂纹则说明试样不合格。
[0003] 中国专利申请《侧面弯曲试验方法》，公开号为CN101819113A;该发明专利公开了 一种能够检验金属材料侧面弯曲性能的侧面弯曲试验方法。先用焊接钢板制成试样，再在 试样侧面作原始标点并记录下该标距L0,然后将该试样立放在组合夹具的试样槽内作侧面 弯曲试验，最后测量试样弯曲后的弯曲面长度L，并计算弯曲延伸率，所述万能试验机上进 行侧面弯曲过程是按下述方法进行的，先在试验机上安装组合夹具并调整其试样槽间距及 支座间距，然后将试样立放在试样槽内，使试样焊缝中心正对加载负荷中心，选择弯心直径 对试样加载，待试样弯曲到规定角度后测量试样的弯曲长度L，按延伸率计算公式=仏-L0) /L0 X 100 %，计算金属材料的侧面弯曲延伸率。上述侧面弯曲试验方法虽然能够检验金 属材料侧面弯曲性能，但是其检测到的结果只能反映金属材料在常温下对应的弯曲性能， 同时上述方法是针对焊接金属材料进行的弯曲检测;并且上述弯曲检测方法是在常温下进 行的。
[0004] 中国专利公开号为CN201510323274.9的发明专利中提出了一种的《弯曲检测装置 及检测方法》，该发明专利中公开了一种弯曲检测装置以及一种实现三点以及三点以上加 载方式的弯曲检测方法，并且都是在常温下进行的。上述《弯曲检测装置及检测方法》并未 涉及到高温弯曲检测方法，同时也不能比较全面的检测出金属材料在弯曲后的力学性能。
[0005] 在工业生产中，弯曲试验通常在室温下进行，目前还没有见到有金属材料高温弯 曲试验的相关报道。而部分金属材料在高温下使用，用一般的室温弯曲试验去检测它的弯 曲性能得到的参数将无法直接反应出金属材料在高温下的弯曲性能，因此无法准确的判断 金属材料是否满足高温条件下工作的弯曲性能。从而可能造成不合格金属材料被应用到高 温弯曲的工作环境下。为了更好的反映金属材料在弯曲试验所反映出的一些其他力学性 能，并应用到工业生产活动中，急需一种高温弯曲试验的方法，进而使金属材料弯曲检验更 加全面。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够模拟金属材料在高温环境下对金属 材料进行弯曲检测，并且能够检测得到金属材料高温弯曲性能的金属材料的高温弯曲检测 方法。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:金属材料的高温弯曲检测方法，首 先将金属材料加工成检测规定形状的弯曲试样，测量并记录试样进行检测处的尺寸，矩形 试样测量原始厚度ao和原始宽度bo,圆柱形试样测量原始直径do,在试样上标记试样检测处 的表面的中心点0;然后将试样安装到万能弯曲试验机上，进行高温弯曲检测；最后取出试 样，测量试样弯曲后检测处的尺寸;矩形试样测量厚度a、宽度b，圆柱形试样测量直径d;
[0008] 试样在万能弯曲试验机上按照以下步骤进行高温弯曲检测，
[0009] 1)首先在万能弯曲试验机上安装高温环境箱，然后将弯曲检测装置安装在万能弯 曲试验机上且位于高温环境箱内；
[0010] 2)确定弯曲检测的加载方式，安装检测规定直径的弯曲压头，调整弯曲检测装置 上两移动支座之间的间距，使得矩形试样检测时，间距为3 X a〇+80mm，圆柱形试样检测时， 间距为3 X d〇+80mm;
[0011] 3)然后将试样平直放置在两移动支座上，使得弯曲压头的中心线与试样的长度方 向垂直;且使得所述弯曲压头的中心线穿过试样上的检测处的中心；
[0012] 4)通过高温环境箱对试样进行加热，加热到检测规定的温度，并至少保温20min;
[0013] 5)通过弯曲压头对试样进行加载，直到试样出现肉眼可见裂痕或者试样的弯曲角 度2 90°停止加载；同时记载停止加载时的弯曲角度，并记录最大弯曲力所对应的弯曲角 度；
[0014] 6)最后取出试样，测量试样弯曲后检测处的尺寸，计算弯曲偏移量、偏移率、弯曲 总变形率;矩形试样测量弯曲后检测处的厚度 a、宽度b，计算宽度变形率、厚度变形率;圆柱 形试样测量弯曲后检测处的直径d，计算直径变形率。
[0015] 进一步的，在步骤6)中测量并记录试样检测处尺寸采用以下方法:从试样上的变 形区任意一端开始，以h为间距，0 · 5mm < h < 2mm;测量试样上中下三处尺寸，直到变形区另 外一端，得出该区间内最大处尺寸和最小处尺寸。
[0016] 进一步的，步骤6)中弯曲偏移量通过以下公式进行计算，
[001 7] 弯曲偏移量=Lmax-Lmin，其中Lmax为弯曲后检测处的中心点0到变形区两端中一端 的距离，L_弯曲后检测处的中心点0到变形区两端中另一端的距离;且Lmax2L_;
[0018] 弯曲偏移率通过以下公式进行计算：
[0019] 弯曲偏移率计算公式=(弯曲偏移量/L)X 100%。
[0020] 进一步的，步骤6)中厚度变形率=(变形区最大厚度al-变形区最小厚度a2)/原始 厚度a〇X 100%;宽度变形率=(变形区最大宽度bl-变形区最小宽度b2)/原始宽度bo X 100%〇
[0021] 进一步的，步骤6)中弯曲总变形率=(变形区最大横截面积Si-变形区最小横截面 积&)/变形区原始横截面积SoXlOO%;矩形试样横截面积S = aXb，圆形试样横截面积S = 3i d2/4〇
[0022] 进一步的，将金属材料加工成检测规定形状的弯曲试样的同时磨去试样检测处的 毛刺。
[0023]进一步的，测量试样检测处的原始尺寸时，均测量三次或者三次以上求平均值。 [0024]进一步的，通过以下方法将金属材料加工成检测规定形状的弯曲试样；当试样截 面为矩形时，高温弯曲试样材料厚度< 15mm时，采用原材料厚度，不进行加工;厚度2 15_ 时，加工成15mm，在材料厚度方向上下表面加工去掉相同的量，使两表面光滑，试样长度= 2D+ (12 X ao)，其中D为弯曲压头直径；当试样截面为圆形时，试样直径< 15mm时，采用原始 直径，直径215mm时，加工成15mm。
[0025] 本发明的有益效果是:本发明所述的金属材料的高温弯曲检测方法通过将金属材 料制成弯曲试样后，在万能试验机上安装高温环境箱，在箱内安装弯曲检测装置，然后对试 样进行高温弯曲检测，并记录弯曲失效角；测量弯曲检测后的试样的尺寸，计算弯曲偏移 量、偏移率、弯曲总变形率;矩形试样测量弯曲后检测处的厚度a、宽度b，计算宽度变形率、 厚度变形率;圆柱形试样测量弯曲后检测处的直径d，计算直径变形率。该方法，能模拟金属 材料在高温环境中的实际弯曲情况，进而使弯曲检测所能检验和反映的金属钢材在高温环 境下的弯曲性能更加全面。同时，为金属材料开发、性能提升提供支撑;使以前只能作室温 弯曲检验金属材料性能的局限得到了扩展。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合实施例对本发明进一步说明。
[0027] 本发明所述的金属材料的高温弯曲检测方法，首先将金属材料加工成检测规定形 状的弯曲试样，测量并记录试样进行检测处的尺寸，矩形试样测量原始厚度ao和原始宽度 bo,圆柱形试样测量原始直径do;然后将试样安装到万能弯曲试验机上，进行弯曲检测;最后 取出试样，测量试样弯曲后检测处的尺寸;矩形试样测量厚度a、宽度b，圆柱形试样测量直 径d;
[0028] 所述试样在万能弯曲试验机上按照以下步骤进行高温弯曲检测，
[0029] 1)首先在万能弯曲试验机上安装高温环境箱，然后将弯曲检测装置安装在万能弯 曲试验机上且位于高温环境箱内；
[0030] 2)确定弯曲检测的加载方式，安装检测规定直径的弯曲压头，调整弯曲检测装置 上两移动支座之间的间距，使得矩形试样检测时，间距为3 X a〇+80mm，圆柱形试样检测时， 间距为3 X d〇+80mm;
[0031] 3)然后将试样平直放置在两移动支座上，使得弯曲压头的中心线与试样的长度方 向垂直;且使得所述弯曲压头的中心线穿过试样上的检测处的中心点〇;
[0032] 4)通过高温环境箱对试样进行加热，加热到检测规定的温度，并至少保温20min;
[0033] 5)通过弯曲压头对试样进行加载，直到试样出现肉眼可见裂痕或者试样的弯曲角 度2 90°停止加载；同时记载停止加载时的弯曲角度，并记录最大弯曲力所对应的弯曲角 度；
[0034] 6)最后取出试样，测量试样弯曲后检测处的尺寸，计算弯曲偏移量、偏移率、弯曲 总变形率;矩形试样测量弯曲后检测处的厚度 a、宽度b，计算宽度变形率、厚度变形率;圆柱 形试样测量弯曲后检测处的直径d，计算直径变形率。
[0035] 本发明所述的金属材料的高温弯曲检测方法，中所述的高温是指温度大于常温。 本发明所述的金属材料的高温弯曲检测方法，首先将金属材料加工成检测规定形状的弯曲 试样，从而保