專利名稱：一種板帶退火試樣的設(shè)計方法及其試樣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種板帶退火試樣的設(shè)計方法及其用該方法設(shè)計的試樣。
背景技術(shù)：
板帶試樣經(jīng)過連續(xù)退火工藝模擬之后，經(jīng)常要求對其進行拉伸、沖壓等性能測試試驗，以了解板帶退火工藝對試驗鋼力學(xué)性能的影響。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對進行拉伸、沖壓性能測試試驗的板帶試樣有一定的尺寸要求，并且為了獲得較準(zhǔn)確的試驗結(jié)果，要求待測試樣在測試范圍內(nèi)具有較好的均勻性，即要求板帶試樣在連續(xù)退火過程中具有較好的溫度均勻性。目前，美國DSI公司制造的Gleeble-3800熱模擬試驗機所配備的板帶退火系統(tǒng)可以模擬板帶連續(xù)退火工藝。為了達到金屬試樣快速加熱的目的，該設(shè)備采用直接電阻加熱方式，其原理是將導(dǎo)電的板帶試樣連入設(shè)備與設(shè)備中安裝的加熱變壓器等部件形成閉合電路,通過加熱變壓器給試樣兩端加上一定的電壓值,使較大電流通過試樣,利用試樣本身電阻達到加熱的目的。板帶試樣本身的尺寸規(guī)則，因此，加熱的電能輸入沿試樣長度方向處處相等，但由于板帶試樣被夾于兩個通有冷卻水的夾具之間，在熱傳導(dǎo)的作用下，在板帶試樣的長度方向上容易產(chǎn)生較大的溫度梯度。在試驗過程中，用來研究材料性能和采集數(shù)據(jù)的均溫區(qū)是相對的概念，經(jīng)實際測量，在板帶試樣的長度方向上仍然存在溫度梯度，因此，這對板帶試樣進行拉伸、沖壓性能測試試驗的試驗結(jié)果會產(chǎn)生較大影響。申請?zhí)枮镃N200510047083. 0的“一種在金屬板帶試樣熱處理試驗中消除溫度梯度的方法”，其特征是在直接電阻加熱方式的基礎(chǔ)上，增加紅外輻射加熱方式，在試樣的上、下，接近夾具兩側(cè)分別安裝紅外加熱裝置，利用紅外輻射能量，彌補試樣兩端由于熱傳導(dǎo)而散失的熱量。若將這種方法應(yīng)用于Gleeble-3800熱模擬試驗機所配備的板帶退火系統(tǒng)，不僅需要增加輔助設(shè)備，還需增加一套對該設(shè)備進行控制的控制系統(tǒng)，這增大了設(shè)備的操作難度，同時加大了設(shè)備的造價。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種板帶退火試樣的設(shè)計方法及其試樣，基于熱模擬機直接電阻加熱方式，通過改變板帶試樣連入電路的電阻阻值，用以彌補試樣兩端由于熱傳導(dǎo)而散失的熱量，降低板帶試樣退火試驗中溫度梯度。1.板帶試樣溫度梯度的測定取一個常規(guī)待測板帶試樣，在板面幾何中心處以及沿著長度方向的試樣端部附近分別焊接一對熱電偶。根據(jù)溫度梯度計算公式，得到板帶試樣長度方向上的溫度分布。
權(quán)利要求
1.一種板帶退火試樣的設(shè)計方法，其特征在于通過改變試樣長度方向各段電阻值的方法確定試樣的形狀，使靠近夾具的試樣端部區(qū)域獲得相對多的能量輸入，補償夾具熱傳導(dǎo)作用所導(dǎo)致的溫度降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種板帶退火試樣的設(shè)計方法，其特征在于所述試樣長度方向各段電阻值的改變，是通過改變試樣長度方向各段寬度來實現(xiàn)，具體步驟如下1)取一個常規(guī)待測板帶試樣，在板面幾何中心處以及沿著長度方向的試樣端部附近分別焊接一對熱電偶，測定出該試樣在長度的溫度分布；2)根據(jù)熱模擬試驗機將試樣作為電阻直接加熱特點，流過試樣截面的電流保持不變，將試樣沿長度方向劃分為若干段電阻，通過改變試樣各段的橫截面尺寸實現(xiàn)對該試樣連入電路的電阻阻值的改變，相應(yīng)試樣各段的質(zhì)量發(fā)生改變，從而使連入電路的試樣各段在電加熱作用下所獲得的熱量發(fā)生改變，使試樣各段升高的溫度作出相應(yīng)的改變，以補償由于夾具熱傳導(dǎo)作用導(dǎo)致板帶試樣長度方向上的溫度梯度；3)根據(jù)試樣各段的橫截面尺寸的改變確定板帶試樣一半的形狀；4)根據(jù)步驟I) 3)或采用對稱方式確定板帶試樣的另一半的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種板帶退火試樣的設(shè)計方法，其特征在于所述試樣為軸對稱形狀，試樣各段的橫截面尺寸根據(jù)如下公式計算
4.一種由權(quán)利要求1 3任意項所述的一種板帶退火試樣的設(shè)計方法所設(shè)計的試樣，其特征在于所述試樣各段的橫截面尺寸為中間寬兩端窄漸變的軸對稱形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的試樣，其特征在于試樣各段的橫截面尺寸根據(jù)如下公式計算
全文摘要
本發(fā)明公開一種板帶退火試樣的設(shè)計方法及其試樣，通過改變試樣長度方向各段電阻值的方法確定試樣的形狀，使靠近夾具的試樣端部區(qū)域獲得相對多的能量輸入，補償夾具熱傳導(dǎo)作用所導(dǎo)致的溫度降低。解決常規(guī)板帶試樣在長度方向上容易產(chǎn)生較大的溫度梯度的問題。
文檔編號G01N1/28GK103033402SQ20111030312
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者趙寶純, 李桂艷, 張鵬遠(yuǎn), 孫樹華, 楊靜 申請人:鞍鋼股份有限公司