Page 37 - 理化检验-物理分册2024年第九期
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史杰杰，等：基于热模拟试验机的大试样平面应变技术
为了使大试样温度在升温、保温和降温过程中相对 本一致。试样在升温、保温和降温过程中主要以通
稳定，对Thermecmastor型热模拟试验机的仪器参 电加热为主，感应加热为辅。
数进行了探索。在升温、保温和降温过程中，主要调 2.2 流变应力-流变应变曲线与相变温度
整Thermecmastor型热模拟试验机通电加热和感应 材料流变应力曲线是分析金属材料热轧或冷轧过
加热的档位。由于试样的尺寸较大，感应加热不能 程中回复以及再结晶规律的主要依据之一 [10-14] 。图5
够使试样按照设定的工艺进行升温和保温，因此主 为Q235低碳钢试样的流变应力-流变应变曲线。由
要以通电加热为主，感应加热为辅，使大试样温度在 图5可知：Q235低碳钢在经过第二次压缩后发生了
升温、保温、降温的过程中相对稳定。 软化。结合Q235低碳钢的软化规律和单道次的应
为确定大试样的均温区，设定的热模拟工艺如 力-应变曲线规律可得，经平面应变压缩后，奥氏体
图3所示，同时对距离中心线左端10 mm和20 mm 主要发生了静态回复和再结晶，直到发生相变生成铁
的温度进行了测量。由图3可知：大试样在升温阶 素体。
段，以及1 200，1 000，800 ℃保温阶段的温度相对
稳定，中心线与左端10 mm处的温差约为20 ℃，结
合大试样温度分布的对称性，大试样均温区尺寸
为30 mm× 30 mm× 20 mm，平面应变压头半径为
10 mm，满足大试样均温性的要求。
图 5 平面应变试样的流变应力 - 流变应变曲线
图6为平面应变试样在升温和降温过程中的膨
胀曲线。由图6可知：Q235低碳钢的奥氏体相变温
度为737 ℃， 完全奥氏体化的温度为764 ℃；Q235低
碳钢中奥氏体生成铁素体的相变温度为752 ℃，相变
图 3 大试样的热模拟工艺曲线 完成的温度为606 ℃。
图4为平面应变压缩试验的热模拟工艺和实际 2.3 显微组织与力学性能
经过平面应变试验后，试样厚度从30 mm被压
测定温度曲线。由图4可知：试样在升温、保温和降
温过程中测定的温度曲线与工艺设定的温度曲线基 缩至15.2 mm，压缩变形后试样的宏观形貌如图7所
示。由图7可知：压缩变形后Q235低碳钢试样的宽
图 4 热模拟工艺和实际测定温度曲线 图 6 平面应变试样在升温和降温过程中的膨胀曲线
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