[发明专利]一种精确确定材料硬化指数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精确确定材料硬化指数的方法，具体涉及精确确定材料的硬化指数，主要用于各种结构材料方面。

背景技术

硬化指数反映了材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化情况，它决定材料开始发生缩颈时的最大应力，超过该应力，材料则缩颈，冲压时则局部变薄。即硬化指数决定了材料能够产生的最大均匀应变量，这一数值在冷加工成型工艺如拉拔、挤压等中是很重要的，而且也决定着机件承受偶然过载能力的强弱，因为较大的应变硬化指数值可以阻止机件某些薄弱部位继续塑性变形，从而保证机件安全服役。硬化指数不仅在工程上具有重要价值，而且和许多力学性能特征参数具有定量关系，如断裂韧性，如疲劳裂纹扩展门槛值。因此如何精确获得材料的应变硬化指数十分必要。

尽管目前测定硬化指数的方法很多，包括最大均匀伸长法，最大载荷法，两点法，四点法，七点法等，但这些方法测量值误差不能保证。因此寻求一种方法能够准确获得材料硬化指数是十分有必要的。 本发明主要就是解决了这个问题，实现了准确测量应变指数数值。所测量的数值可以作为评价其他测试应变硬化指数方法的基准，且适用范围广。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种精确确定应变硬化指数的方法，最大的特点是精确度可以由人控制，通过控制三段法使用的循环次数，逐次提高精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种精确确定金属材料硬化指数的方法，包括有如下步骤：

第一，根据拉伸试验数据，绘制拉伸曲线 σ-ε；

第二，在上步绘制的拉伸曲线上确定“产生应变硬化作用的起点”，具体作法是：

如果材料具有明显的屈服点，则以材料发生屈服后，应力开始单调上升的点为“产生应变硬化作用的起点”，该点所对应的应变为ε_y；如果材料没有明显的屈服点，则先做拉伸曲线弹性部分的平行线，然后向应变增加的方向平移0.002，与拉伸曲线的交点则为“产生应变硬化作用的起点”，该点所对应的应变即ε_y；

第三，在第一步绘制的拉伸曲线上确定“产生应变硬化作用的终点”，

在拉伸曲线上，以应力达到最大值σ_max所对应的点为“产生应变硬化作用的终点”，该点所对应的应变为ε_b，也就是抗拉强度对应的应变；

第四，在拉伸曲线上确定两个“关键点”，

两个关键点：（ε₁，σ₁），（ε₂，σ₂）是根据“产生应变硬化作用的起点”和“产生应变硬化作用的终点”确定的，确定方法如下：

第一个“关键点”的应变为：ε₁＝0.33ε_b+0.67ε_y，令所对应的应力为σ₁，

第二个“关键点”的应变为：ε₂＝0.67ε_b+0.33ε_y，令所对应的应力为σ₂，

因为全程应变硬化区间被分为三段，分点为0.33和0.67。

ε₁——第一个“关键点”的应变；

ε₂——第二个“关键点”的应变；

ε_y——“产生应变硬化作用的起点”的应变；

ε_b——“产生应变硬化作用的终点”的应变；

σ₁——第一个“关键点”的应力，MPa；

σ₂——第二个“关键点”的应力，MPa.

第五，根据上步骤中确定的两个关键点（ε₁，σ₁），（ε₂，σ₂），把全程应变硬化区间分为三段来计算应变硬化指数，