基于热模拟试验机的大试样平面应变技术

使用热模拟试验机对大试样低碳钢进行了平面应变压缩热模拟试验,并对其各道次应力-应变曲线及相变温度进行分析,获得了低碳钢变形区的显微组织演变规律。通过调整热模拟试验机的参数,确保大试样在升温、保温和降温过程中保持温度稳定。结果表明:在保温阶段,试样的均温区尺寸(长度×宽度×高度)为30 mm×30 mm×20 mm,温差约为20℃,满足平面应变压缩试验对试样均温性的要求;压缩变形后试样的宽展较小,试样中间区域的显微组织相对均匀,力学性能较稳定。采用热模拟试验机的平面应变技术可以较好地模拟低碳钢压缩变形时的平面应变状态,实现同时分析材料的显微组织和力学性能。

基于Thermecmastor热模拟技术的Q235低碳钢平面应变研究

试样的几何尺寸会影响试样在平面应变压缩时的局部形变量,局部形变量的改变影响试样冷却过程中的微观组织,进而影响力学性能。在模拟轧制时,平面应变技术具有更好的相似性,为了更合理和准确地研究基于热模拟机的大试样平面应变技术,实现材料从工艺到力学性能的研究,利用Thermecmaster热模拟机对尺寸为30 mm×30 mm×140 mm的Q235低碳钢进行了平面应变压缩试验。基于Thermo-Calc软件计算得到的Q235低碳钢奥氏体相变温度,制定了低碳钢的热模拟工艺,通过分析平面应变试样的变形区、过渡区和未变形区的微观组织演变规律,确定了试样在该工艺下的组织相对均匀区域。在此基础上,加工出合理尺寸的拉伸和冲击韧性试样并进行测定与对比分析,同时利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术和透射电子显微镜(TEM)对平面应变前后的微观组织进行了对比与分析。与原始试样相比,平面应变试样力学性能的提高主要是由于铁素体晶粒的细化以及分布更加均匀细小的珠光体。基于Thermecmastor热模拟试验机的大试样平面应变技术实现了Q235低碳钢的工艺→微观组织→力学性能的研发模式,为研究钢铁等金属材料在同一试样的微观组织与力学性能提供热模拟方法。同时通过对比分析平面应变前后试样的微观组织与力学性能,探索出优化商用Q235低碳钢力学性能的热模拟工艺,为工业优化商业Q235低碳钢提供理论指导与数据支撑。