Gleeble—1500试验机的热模拟技术.pdf

攀 钢 技 术 ·41· 耳 孕 Gleeble一1500试验机的热模拟技术 方淑芳 — — — — 一 (攀钢钢研院) I 2 摘 要 简述了Gleeble-1500热棋拟试验机的工作原理 功能及应用范目，表明了该试验手段在 研簦翟 =； 媳4 关键词 ! ! 苎里三茎苎 一 隶 1 引言 热模拟技术由于能经济而有效地研究材 料与构件受热，或同时在受热与受力情况下 组织与性能变化规律 ．为实际工程结构和制 品生产过程提供可靠的技术数据及分析判断 依据．因此越来越广泛地引起工程界及科学 界的重视。从40年代末世界上第一台热模拟 装置在美国诞生以来“ ．世界各国对热模拟 技术及有关测试装置进行大量研究工作．各 种类型的热模拟试验机在世界各地相继涌 现．其功能 日趋扩大和完善，控制方式也日趋 成熟。中国自60年代初到 8o年代中期。一些 高等院校及科研单位先后研制了多种型号的 热模拟试验装置。近 10年来又从美国、日本 引进了 20余台目前世界上最先进的热／力模 拟试验机。使中国的热模拟技术及应用水平 得到了迅速进展。。 。攀钢钢研院于 1988年 引进了美国 Dufer公司生产的 Gleeble一 1500热／力模拟试验机 该机自安装调试成 功后，已完成了热模拟试样 15000余件+为攀 钢科研生产作出了重大贡献。 2 Gleeble-1500试验机的特点 迄今为止．热模拟试验装置按加热方式 可分为直接通电电阻加热及高频感应加热两 大类型。Gleeble一1500试验机是一台集温 度、压力、应变参数控制于一机的电阻加热式 全模拟装置。该装置由计算机、模拟参量控制 柜、试样台 液压系统、真空系统、循环水系 统、冷却装置、热电偶点焊装置等组成。设备 原理见图 1。 设备的最大加热功率为 75kw， 6ram 试佯的最大升温速度为 IO00C／s．冷却时可 通过热传导、喷气、喷水等方法达到不同级别 的冷速。 设备的液压系统分成常规变形和高速变 形两档。常规变形的最大载荷为 3t．最大变 形速度为 30mm／s．高速变形的最大载荷为 9t．最大变形速度为 400mm／s．最大出力速 度 为 1960N／s。 试验的参数模拟过程采用计算机全过程 控制。试验参数采用该机专用GPL语言编程 输入．编程方式见表 1。在表格的每一栏里填 人工艺要求的试验参数。 试验过程的控制参数可以是温度和力． 温度和应力或温度与应变同时进行。应力包 括真应力、工程应力．应变包括真应变、工程 应变．其中真应力的控制是通过差动式 C— strain传感器及时测得的直径量进行反馈运 算达到的。力的施加是措水平方向的单向力。 温度的控制是将热电偶直接焊在试样上进行 的。 试验结果的参数采集可以有 8个通道同 时进行．每个通道均可进行：力、应力 温度、 行程(变形量) C一应变(沿试样直径方向变 维普资讯 · 42- 1995年第 l8卷第 2期 图 1 GI~Me-1500热模拟机原理图 表 1 G|~ e-l$00试验#。蝻程参数 形量)、试样面积等参量的程序值与实测值的 检 测。将试 验 得 到的 结果 通 过专 门的 ASYST软件处理。结果可以用打印机输出． 也可以用绘图仪绘出曲线，曲线的横坐标、纵 坐标可按需选择。 3 Gleeble-1500试验机的功能 3．1 高温拉伸试验 高温拉伸试验主要是用于检验材料的高 温性能，如高温状态下材料的 ：( )． ． a．采用的试样见图 2。试样中 ，L的长度为 太于 90mm的不定值．可按实际需要改变。 对于有特殊要求的试验也可以加工成中间为 6mm的台阶式试样。由于受加热条件的限 制，该机提供的 值一般为 ：(即试佯变形区 长与试样直径比为 2) 图 2 用于 Gleeble-1500试验矶的高温 控伸试样 3．2 高温压缩试验 ‘ 高温压缩试验一方面可用于检验试样的 高温变形抗力，另一方面也可用于判断试样 的组织变化．采用的试佯见图3 图中台阶深 为 lmm．用于填充润滑剂以减小试样变形时 的摩擦力．从而达到减小变形造成的中间鼓 凸现象，提高试验数据的准确度。 图 3 高温压缩试样示意图 高温变形在变形速度较慢时可以得到图 4所示的真应力一真应变曲线．该图中的曲线 为变形速率 =0．1s一，变形温度分别为 850℃．950℃．10S0℃，1100℃时在 Gleeble一 1500试验机上所得的09V钢真应力一真应变 曲线。从曲线中可见，在变形温度为 950 C以 上时，试样变形过程中均发生奥氏体动态再 维普资讯 攀 钢 技 术 ·43· 结晶现象，而且随变形温度降低，奥氏体发生 动态再结晶所需的形变量增大}当变形温度 为 850+(2时，奥氏体晶粒不发生动态再结晶 现象。