[发明专利]一种连续测定钛合金管材收缩应变比变化的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属塑性成形加工领域，用于钛合金管材塑性成形加工时的主要性能检测，具体涉及一种钛合金管材收缩应变比变化的测量方法。

背景技术

在航空、航天、能源等高技术领域，钛合金弯管件是必不可少且广泛使用的一类零部件。收缩应变比是衡量钛合金管材变形性能的重要指标之一，其大小通常是以单向拉伸时试样的宽度方向应变和厚度方向应变的比值来表示，收缩应变比可表示为CSR。在现有的研究中，主要是根据航空标准SAE AS4076获得钛合金管材收缩应变比。该方法是在钛合金管试样拉伸变形至轴向标距的3.75%的工程应变水平时，测量其轴向标距和外径，从而计算出收缩应变比。采用这种方法获得的钛合金管材收缩应变比仅仅是一个定值。然而，钛合金管材在实际弯曲成形过程中，随着变形的进行，收缩应变比的值是不断发生变化的。如果采用不变的收缩应变比来分析钛合金管材的弯曲变形，必然会给分析结果带来一定的误差。

本发明通过公式对钛合金管试样在变形中的弹性应变进行修正，能够连续准确获得钛合金管材在每一变形量下的收缩应变比，从而获得钛合金管材在变形过程中收缩应变比的变化。

发明内容

为克服现有技术中存在的只能获得钛合金管材不变的收缩应变比的不足，本发明提出了一种连续测定钛合金管材收缩应变比变化的方法。

本发明的具体步骤如下：

步骤一，制作管试样。

在所述管试样上确定两个标距点。在确定所述两个标距点时，以管试样长度方向的中心为基准，向该中心两侧各取25mm，分别作为标距点A和标距点B。标距点A和标距点B之间为管试样的标距，长度为L₀。在管试样两端内孔中装入支撑用的管塞。

所述管塞位于管试样内一端的端面为圆弧面。位于管试样两端的管塞的圆弧面顶端处距标距点A和标距点B的距离L₂不小于管试样外径值的四分之一。

步骤二，装夹管试样。装夹管试样时，使管试样的中心线与万能拉伸试验机的夹头的中心线重合。装夹好管试样后，固定横向引伸计和纵向引伸计。横行引伸计的刀口与管试样标距的中心重合；纵向引伸计上的两个刀口分别与管试样标距两端的标距点A和标距点B重合。

步骤三，拉伸试验。拉伸过程采用位移控制方式，并通过横向引伸计和纵向引伸计分别获得管试样的外径变化和轴向标距变化参数。单向拉伸试验中，拉伸速度为2mm/min～4mm/min。

步骤四，修正管试样的外径。在修正管试样的外径中，根据确定的管试样在弹性阶段周向应变管试样在弹性阶段轴向应变管材的泊松比ν和卸载后管试样外径的弹性变形D_el，通过式（5）修正管试样的外径；

所述的ϵce=DelD0---(1)]]>

在式（1）中，D_el为管试样弹性变形；D₀为管试样的初始外径。

所述的ϵae=σE---(2)]]>

在公式（2）中，σ为管试样在弹性阶段的名义应力；E是弹性模量。