[发明专利]一种使用L-gauge进行高应变速率单轴压缩试验的方法

说明书

本发明涉及一种使用L‑gauge进行高应变速率单轴压缩试验的方法，涉及对热模拟试验机通用单元的主轴改造：拆除活动主轴a和活动主轴b的联轴器；试样安装在活动主轴b与固定主轴c之间；选择L‑gauge作为应力/应变的试验模式，压缩试验时通过活动主轴a给试样施加应力使试样发生轴向压缩应变，试样的压缩量由L‑gauge检测；压缩完成后系统采集压缩阶段的时间、温度、应力、应变和L‑gauge数据，并绘制真应力—应变曲线。本申请实现了在热模拟试验机通用单元内进行高应变速率的单轴压缩试验，并且使用轴向应变L‑gauge代替位移stroke来精确测定轴向位移变化，从而得到准确而光滑的真应力‑应变曲线及材料高温状态下的相关微观信息。

技术领域

本发明涉及对金属试样进行热模拟试验的方法，特别涉及一种使用L-gauge对金属试样进行高应变速率单轴压缩试验的方法，属于钢铁冶金物理模拟技术领域。

背景技术

不同的热变形工艺尤其是不同的应变速率对金属材料最终的组织与性能产生直接的影响，现有的热模拟试验机一般具有通用单元和液压楔单元两部分可以切换使用，其中液压楔部分主要用来模拟一些热压缩方面的试验，通用单元做一些热拉伸及热膨胀特性等试验。中国国内约有150台不同型号的热模拟试验机，部分用户没有配备液压楔单元即无法进行热压缩试验，且液压楔和通用单元切换使用过程很繁琐，试验机设备本身也容易产生损坏，所以有些用户开始研究在通用单元内开展单轴压缩试验。

单轴压缩试验的应变速率一般为10^-2～10²s^-1，s^-1是真应变单位，对于一般的φ8×12mm的圆柱试样，压缩的时间约为0.00693～69s左右。热模拟试验机当前通用单元的主轴、空气锤和试验程序(方法)无法满足高应变速率的单轴压缩试验的要求，特别是应变速率大于10s^-1的单轴压缩试验，这主要是通用单元系统响应的速度和试验方法所导致的。

发明内容

为了能够在热模拟试验机通用单元也能进行高应变速率的单轴压缩试验，并且使用轴向应变L-gauge代替位移stroke来精确测定轴向位移变化，从而得到准确而光滑的真应力-应变曲线及材料高温状态下的相关微观信息。

具体地，本发明的目的是提供一种使用L-gauge进行高应变速率单轴压缩试验的方法，该方法能够在热模拟试验机的通用单元内完成，即使没有配备液压楔单元的热模拟试验机也能够完成。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种使用L-gauge进行高应变速率单轴压缩试验的方法，涉及

(A)对热模拟试验机通用单元的主轴改造：改造前的主轴包括轴向依次设置的活动主轴a、活动主轴b和固定主轴c，活动主轴a和活动主轴b通过联轴器连接作为整体与固定主轴c保持离合关系，所述改造是指拆除所述联轴器，让活动主轴a和活动主轴b也保持离合关系；

(B)在改装后的主轴上安装L-gauge应变测量机构用来测量安装在活动主轴b和固定主轴c之间的试样的轴向位移变化；

(C)主轴位移调试：对活动主轴a进行前进和后退位移调试，启动设置在活动主轴b轴向前侧的空气锤，用于调节压缩活动主轴b与固定主轴c之间的间隙，此方法用于给安装在活动主轴b和固定主轴c之间的试样施压用于压紧试样；

(D)试样安装：先在活动主轴b和固定主轴c相对的轴头分别套上压缩砧头，在压缩砧头表面装上石墨片，准备试样，在试样的中间位置点焊热电偶，并在试样两端黏上钽片，然后将试样安装到两压缩砧头之间，启动步骤(C)的所述空气锤将试样压紧；