[发明专利]一种控制线材热模拟试样冷却模式的实验方法

说明书

本发明涉及一种控制线材热模拟试样冷却模式的实验方法，包括：1)试样加工；2)在试样的中部焊接2根热电偶；3)将试样夹紧在夹具上，将热电偶与测温系统相连；4)设定实验方式及条件：5)进行热模拟实验，记录试样加热、冷却过程的温度数据；6)选取试样在热电偶内侧、深度为1～1.5mm位置的金属组织进行观察。本发明能够对线材的自然冷却或强制风冷进行热模拟实验，其方法简单易行，满足了生产企业对线材组织控制冷却进行模拟实验研究的要求。

技术领域

本发明涉及热模拟实验技术领域，尤其涉及一种控制线材热模拟试样冷却模式的实验方法。

背景技术

热模拟实验机在材料科学研究中有广泛的应用，可以模拟不同加工工艺条件下，金属材料的组织变化特征，对于揭示材料的组织转变规律具有重要意义。在热模拟实验中，试样在夹头的夹持下进行加热，然后进行保温、变形和冷却等操作，使试样获得不同的组织状态。

在实际生产中，通常情况下线材轧制后的冷却为自然冷却或风冷强制冷却。而用于热模拟实验的试样较小，在夹头的夹持下自然冷却速度很快，一般需要通过对试样进行辅助加热来实现对试样冷却模式的控制，这种方式很难揭示试样在自然冷却状态下的冷却特点。因此需要在热模拟实验机上开发一种简易的模拟实验方法，使之能够对线材的自然冷却或强制风冷进行热模拟实验研究，使热模拟实验更加接近生产现场的实际情况。

申请号为CN201410229626.X的中国专利申请公开了“一种热模拟实验材料组织性能的检测方法”，属于材料检测领域。该检测方法是在热模拟实验中，将材料做成长度为L₀、直径为d₀的圆柱状试样并置于热模拟实验机中，控制试样轴向的温度梯度在中间获得长度为l₀的均温区，对均温区进行控制变形和控制冷却，实验后的试样中间部分为鼓形；可将实验后的试样做成金相、拉伸、冲击等检测试样，既可以观察不同工艺条件下材料的组织特性，又可以检测其强度、硬度与塑韧性指标。该技术方案可以解决热模拟实验后材料强度与塑韧性能测量困难的问题，为材料研究和热加工工艺制定提供一种准确可靠的方法。但是，该技术方案并未涉及模拟试样自然冷却或风冷强制冷却的方法。

发明内容

本发明提供了一种控制线材热模拟试样冷却模式的实验方法，能够对线材的自然冷却或强制风冷进行热模拟实验，其方法简单易行，满足了生产企业对线材组织控制冷却进行模拟实验研究的要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种控制线材热模拟试样冷却模式的实验方法，包括如下步骤：

1)试样加工：将由线材加工成不同直径圆柱体的多个试样进行打磨，使试样表面呈现金属光泽；

2)在试样的中部焊接2根热电偶；

3)将试样两端夹紧在对应的夹具上，将热电偶的信号输出端连接到测温系统；

4)设定实验方式及条件：

4a)试样的加热温度为900～1000℃，保温50～90s；

4b)通过不同直径的试样，进行线材自然冷却或强制风冷的模拟；具体为：当试样冷却速度设定为2～10℃/s时，选取直径为16～25mm的试样；当试样冷却速度设定为11～20℃/s时，选取直径为8～15mm的试样；当试样冷却速度设定为21℃/s以上时，选取直径为5～7mm的试样；

或者通过不同直径的试样，进行线材存在反温平台或不存在反温平台这2种冷却方式的模拟；具体为：当模拟冷却方式为不存在反温平台时，选取试样直径为5～7mm；当模拟冷却方式为存在反温平台时，选取试样直径为14～25mm；

5)进行热模拟实验，记录试样加热、冷却过程的温度数据；