金属材料的高温弯曲检测方法_2

文档序号:9908351阅读:来源:国知局
证了金属材料加工的试样满足检测条件。同时通过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;为后续计 算弯曲后金属材料试样的各个弯曲参数做好准备。所述试样测量处是指试样上检测前加载 的弯曲压头与试样接触的位置。所述矩形试样是指横截面为矩形的试样,所述圆柱形试样 是指横截面为圆形的试样。
[0036] 然后将试样安装到万能弯曲试验机上,进行高温弯曲检测;实际应用过程中,所述 试样在万能弯曲试验机上按照以下步骤进行弯曲检测,
[0037] 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;
[0038] 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;
[0039] 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;
[0040] 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;
[0041] 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;
[0042] 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。
[0043] 在步骤1)中在万能弯曲试验机上安装高温环境箱,从而为模拟试样在高温环境下 的弯曲创造条件,同时将弯曲检测装置设置在高温环境箱内从而可以保证试样在弯曲检测 装置上进行检测的过程中始终处于高温环境中,从而能够完全模拟试样在高温环境中的弯 曲,保证试样高温弯曲检测的准确性。
[0044] 在步骤2)中在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 Xa〇+80mm,圆柱形试 样检测时,间距为3 X d〇+80mm。首先确定弯曲检测的加载方式,然后根据确定的加载方式以 及检测规定的试样形状,安装对应的检测规定直径的弯曲压头;从而使得试样是在符合检 测条件下进行。所述加载方式是指三点加载或者三点以上的加载方式,通过确定加载方式 从而确定试样在对应加载方式下的弯曲情况。试样在进行常温弯曲检测时,两移动支座之 间的间距为(D+3xa〇)±|,其中D为弯曲压头直径;两移动支座之间的间距直接影响试样的 加载,由于在弯曲检测过程中,使得试样弯曲的弯矩=F X L1,其中F为载荷,L1为弯曲压头 到其中一个移动支座支撑点之间的距离,实际检测过程中L1为二分之一两移动支座之间的 间距。如果两移动支座之间的间距越小会使得L1越小,从而造成需要施加更大的载荷F才能 达到较大的弯矩。从而将提高对弯曲检测装置的性能要求,同时不易实现线性检测。
[0045] 然而在高温环境中对试样进行弯曲检测时,试样的弯曲性能将发生改变,因此常 温时检测标准规定的两移动支座之间的间距无法适应高温环境下试样的加载。从而影响试 样在高温环境中弯曲检测结果。本发明所述的金属材料的高温弯曲检测方法通过调整弯曲 检测装置上两移动支座之间的间距,当矩形试样检测时,间距为3 Xa〇+80mm,圆柱形试样检 测时,间距为3 Xd〇+80mm。试样在弯曲检测的过程中,试样将在两移动支座之间弯曲,由于 两移动支座之间的间距当矩形试样检测时,间距为3 Xa〇+80mm,圆柱形试样检测时,间距为 3 XdQ+80mm;因此能够保证试样在弯曲的过程中不会卡死在两移动支座之间的间距内,能 够保证试样在支座的支持辊上自由滑动。
[0046] 同时,由于试样与两移动支座之间的间隙为两移动支座之间的间距减去二倍试样 的原始厚度,因此将两移动支座之间的间距设置为,当矩形试样检测时,间距为3 Xao+ 80mm,圆柱形试样检测时,间距为3 X d〇+80mm。从而可以保证试样与两个移动支座之间的间 距,保证试样的自由弯曲。
[0047] 在步骤3)中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;从而实现安装 试样,同时保证弯曲压头的加载位置。
[0048] 在步骤4)中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;通过高温环境箱的加热效果,以及保温至少20min,从而可以使得试件所有部位的 温度一致,均处于高温状态;因此能够模拟试件在高温环境中的实际弯曲情况。如果保温时 间较短将会使得试样内部的温度未达到检测规定的高温的温度,从而影响检测结果。具体 的上述金属材料使用时的温度一般为70°C,检测温度选择为100°C,在对相应金属材料进行 高温弯曲检测时,应根据材料使用的温度选择对应的检测温度。
[0049] 在步骤5)中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。通过弯曲压头对试样的加载实现对试样的弯曲检测。所述最大弯曲力所对应的 弯曲角度为弯曲失效角。所述最大弯曲力是指试样的最大抵抗外力,试样的载荷超过了最 大弯曲力(以及所对应的角度)材料的抗力将减小,慢慢失效,直至完全损坏。试样受到的载 荷小于最大弯曲力(以及所对应的角度)材料的抗力将随着外力作用增大而逐渐增大,抵抗 破坏,失效角度越大,抵抗外力作用越强,失效角越小,抵抗外力作用越弱。
[0050] 在步骤6)中取出试样,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。通过检测得到的弯曲后的试样各 个尺寸参数,与试样的原始尺寸参数进行比较,从而可定量判断试样的弯曲性能,从而检测 得到对应金属在相应高温环境中的弯曲性能。同时为计算高温环境下试样的各个弯曲性能 参数做准备。
[0051] 根据检测得到的试样弯曲后检测处的尺寸;矩形试样厚测量度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。从而更加全 面的反应金属材料在高温环境下的弯曲性能。
[0052]公知的,塑性是材料安全可靠性的保证,当零件遭受到过负荷时如果能够发生塑 性变形,它与应变硬化的配合,通过塑性变形来削减应力高峰,使之重新分配,从而就能够 保证零件的安全而避免突然断裂和早期断裂。
[0053] 传统的塑性检测方法包括弯曲试验;弯曲试验是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,即通过观察试样弯曲后检测面有无裂纹判断塑性的好坏。
[0054] 本发明所述的金属材料的高温弯曲检测方法属于平面弯曲,试样简单,还可以测 定加工不方便的材料,同时能够模拟金属材料的从生产到工作使用的状况。弯曲检测时,试 样是平放于弯曲检测装置上,试样与弯曲检测装置接触面较大,试验时,截面上受到的分布 在表面上的应力最大,因此对材料表面缺陷反应也最灵敏,也最能反映金属材料表面缺陷 和其抵抗塑性变形的能力,再加上高温弯曲检测能还原金属材料在高温环境下的实际使用 情况;同时本发明所述的金属材料的高温弯曲检测方法是通过对材料施加外力,通过计算 弯曲变形率,来判断材料在高温环境下一些变形情况和弯曲性能的好坏。因此,通过高温弯 曲检测的结果能够更加准确的评价金属材料在高温环境下的弯曲性能和塑性。
[0055] 综上所述,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,能够更加准确的反应出金属材料在高温环境中的弯曲性能。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。
[0056] 具体的,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。其中h-般取值为1_。
[0057]为了表示在高温下,金属材料受到外力作用,是产生均匀塑性变形,还是局部塑性 变形。具体的,步骤6)中弯曲偏移量通过以下公式进行计算:弯曲偏移量= Lmax-L_,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
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1