[发明专利]一种提高单轴热压缩试验准确度的方法

说明书

本发明提供了一种提高单轴热压缩试验准确度的方法，包括：将热压缩圆柱形试样置于压杆之间进行单轴热压缩；所述热压缩圆柱形试样的端面设置有凹槽，所述凹槽的内部填充有润滑剂。本申请在单轴热压缩的过程中，通过在试样端面设置凹槽，配合润滑剂，使试样处于单向应力状态下变形，试样与压杆间的摩擦接近理想状态，提高了材料流变应力数据的准确性和一致性。

技术领域

本发明涉及材料热加工和数据处理技术领域，尤其涉及一种提高单轴热压缩试验准确度的方法。

背景技术

准确的压缩流变应力数据是制定金属材料热加工工艺、工艺数值仿真和标定变形微观组织演化规律的基础。扭转试验方法、单轴拉伸实验方法以及单轴压缩实验方法均可用于测定材料的流变行为，但单轴压缩方法被最为广泛地使用。

单轴热压缩通常采用两种装置：热模拟试验机(如DSI公司的Gleeble)和高温万能试验机(如MTS测试系统)。传统使用的单轴热压缩试样为圆柱，如图1所示，该压缩圆柱试样为了避免压缩过程中的失稳，试样的高径比一般为3：2。但是在压缩过程中，试样端面与压杆间不可避免地存在摩擦，导致变形后的试样中部产生鼓肚现象，而非理想状态下(无摩擦)的圆柱形，实验获取的应力应变数据并不准确，需经过摩擦修正才可使用，增加了实验的不确定度和复杂性。

为了减小摩擦的影响，通常在试样和压杆间加润滑层材料，如石墨片、玻璃粉以及氮化硼等。尽管如此，每次实验的润滑难以保证一致性，在摩擦系数无法直接获取的情况下，实验误差和重复性差不可避免。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种提高单轴热压缩试验准确度的方法，该方法可最大程度地减小变形后的试样中部产生“鼓肚”现象，保证压缩流变应力数据的准确性。

有鉴于此，本申请提供了一种提高单轴热压缩试验准确度的方法，包括：

将热压缩圆柱形试样置于压杆之间进行单轴热压缩；所述热压缩圆柱形试样的端面设置有凹槽，所述凹槽的内部填充有润滑剂。

优选的，所述凹槽的深度为h1，所述热压缩圆柱形试样的高度为H，h1：H＝(0.01～0.05)：1，所述凹槽边缘到所述热压缩圆柱形试样边缘的距离为D1，D1：h1＝(1～5)：1。

优选的，所述h1：H＝(0.02～0.04)：1，所述D1：h1＝(1.5～3.5)：1。

优选的，所述单轴热压缩的温度为450～550℃时，所述润滑剂为石墨和二硫化钼。

优选的，所述单轴热压缩的温度为550～1200℃时，所述凹槽表面自近凹槽端依次设置有氮化硼层、云母层和石墨层。

优选的，所述石墨层的厚度为100微米，所述云母层的厚度为80微米，所述氮化硼层的厚度填满凹槽。

优选的，所述单轴热压缩的温度大于1200℃，所述润滑剂为玻璃基润滑剂。

优选的，所述凹槽为圆柱形凹槽。

优选的，所述热压缩圆柱形试样的高径比为1.5～2.5。

本申请提供了一种提高单轴热压缩试验热压缩准确度，其是将热压缩圆柱形试样置于压杆之间进行单轴热压缩，在此过程中，所述热压缩圆柱形试样设置有凹槽，且凹槽内填充有润滑剂；所述端面凹槽的存在使得试样与压头接触面积减少，摩擦力降低，难变形区减少，保证了流变应力数据的准确性，同时凹槽对润滑剂的定量作用避免了圆柱形试样在压缩过程中因润滑不均，试样压歪、压斜问题的发生，进一步保证了变形后圆柱形试样流变应力的均匀性。因此，本申请在单轴热压缩的过程中，通过在试样端面设置凹槽，辅助润滑剂，使试样处于单向应力状态下变形，摩擦接近理想状态，保证了流变应力数据的准确性和一致性。

附图说明

图1为本发明单轴热压缩试样的结构示意图；