專利名稱：一種精確確定材料硬化指數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精確確定材料硬化指數(shù)的方法，具體涉及精確確定材料的硬化指數(shù)，主要用于各種結(jié)構(gòu)材料方面。
背景技術(shù)：
硬化指數(shù)反映了材料開始屈服以后，繼續(xù)變形時材料的應(yīng)變硬化情況，它決定材料開始發(fā)生縮頸時的最大應(yīng)力，超過該應(yīng)力，材料則縮頸，沖壓時則局部變薄。即硬化指數(shù)決定了材料能夠產(chǎn)生的最大均勻應(yīng)變量，這一數(shù)值在冷加工成型工藝如拉拔、擠壓等中是很重要的，而且也決定著機件承受偶然過載能力的強弱，因為較大的應(yīng)變硬化指數(shù)值可以阻止機件某些薄弱部位繼續(xù)塑性變形，從而保證機件安全服役。硬化指數(shù)不僅在工程上具有重要價值，而且和許多力學(xué)性能特征參數(shù)具有定量關(guān)系，如斷裂韌性，如疲勞裂紋擴展門檻值。因此如何精確獲得材料的應(yīng)變硬化指數(shù)十分必要。盡管目前測定硬化指數(shù)的方法很多，包括最大均勻伸長法，最大載荷法，兩點法， 四點法，七點法等，但這些方法測量值誤差不能保證。因此尋求一種方法能夠準確獲得材料硬化指數(shù)是十分有必要的。本發(fā)明主要就是解決了這個問題，實現(xiàn)了準確測量應(yīng)變指數(shù)數(shù)值。所測量的數(shù)值可以作為評價其他測試應(yīng)變硬化指數(shù)方法的基準，且適用范圍廣。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種精確確定應(yīng)變硬化指數(shù)的方法，最大的特點是精確度可以由人控制，通過控制三段法使用的循環(huán)次數(shù)，逐次提高精度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種精確確定金屬材料硬化指數(shù)的方法，包括有如下步驟
第一，根據(jù)拉伸試驗數(shù)據(jù)，繪制拉伸曲線σ-ε ;
第二，在上步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，具體作法是
如果材料具有明顯的屈服點，則以材料發(fā)生屈服后，應(yīng)力開始單調(diào)上升的點為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)榧簓 ;如果材料沒有明顯的屈服點，則先做拉伸曲線彈性部分的平行線，然后向應(yīng)變增加的方向平移O. 002，與拉伸曲線的交點則為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變即己y ；
第三，在第一步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，
在拉伸曲線上，以應(yīng)力達到最大值σ max所對應(yīng)的點為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)棣?b，也就是抗拉強度對應(yīng)的應(yīng)變；
第四，在拉伸曲線上確定兩個“關(guān)鍵點”，
兩個關(guān)鍵點(f(^2, σ2)是根據(jù)“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”和“產(chǎn)生應(yīng)變硬
化作用的終點”確定的，確定方法如下
第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 i = O. 33 f b+0. 67 ε y，令所對應(yīng)的應(yīng)力為σ第二個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 2 = O. 67 f b+0. 33 ε y，令所對應(yīng)的應(yīng)力為σ 2, 因為全程應(yīng)變硬化區(qū)間被分為三段，分點為O. 33和O. 67。ε γ—第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變； ε 2——第二個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變；
^ y——“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”的應(yīng)變；
^ b——“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”的應(yīng)變； ο !——第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)力，MPa ；
σ 2——第二個“關(guān)鍵點”的應(yīng)力，MPa.
第五，根據(jù)上步驟中確定的兩個關(guān)鍵點(f 1; ^1),(^2, σ2)，把全程應(yīng)變硬化區(qū)間分為三段來計算應(yīng)變硬化指數(shù)，
第一段的左端點和右端點分別為(·￡■ y，σ y), ( ￡■ j, σ j)
硬化指數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種精確確定材料應(yīng)變硬化指數(shù)的方法，其特征在于，包括有如下步驟第一，根據(jù)拉伸試驗數(shù)據(jù)，繪制拉伸曲線σ-ε ;第二，在上步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，具體作法是如果材料具有明顯的屈服點，則以材料發(fā)生屈服后，應(yīng)力開始單調(diào)上升的點為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)榧簓 ;如果材料沒有明顯的屈服點，則先做拉伸曲線彈性部分的平行線，然后向應(yīng)變增加的方向平移O. 002，與拉伸曲線的交點則為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變即己y ；第三，在第一步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，在拉伸曲線上，以應(yīng)力達到最大值σ max所對應(yīng)的點為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)棣?b，也就是抗拉強度對應(yīng)的應(yīng)變；第四，在拉伸曲線上確定兩個“關(guān)鍵點”，兩個關(guān)鍵點(f(^2, σ2)是根據(jù)“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”和“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”確定的，確定方法如下第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 i = O. 33 f b+0. 67 ε y，令所對應(yīng)的應(yīng)力為σ χ,第二個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 2 = O. 67 f b+0. 33 ε y，令所對應(yīng)的應(yīng)力為σ e ,——第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變； ε 2——第二個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變；^ y——“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”的應(yīng)變；^ b——“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”的應(yīng)變； σ 1——第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)力，MPa ； σ 2——第二個“關(guān)鍵點”的應(yīng)力，MPa.第五，根據(jù)上步驟中確定的兩個關(guān)鍵點(f 1; O1XCe2, σ2)，把全程應(yīng)變硬化區(qū)間分為三段來計算應(yīng)變硬化指數(shù)，第一段的左端點和右端點分別為(·￡■ y，σ y), ( ￡■ j, σ j)硬化指數(shù)為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種確定金屬材料應(yīng)變硬化指數(shù)的方法，其特征在于，包括有如下步驟第一，根據(jù)拉伸試驗數(shù)據(jù)，繪制拉伸曲線σ-ε ;第二，在上步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，具體作法是 因為材料具有明顯的屈服點，所以以材料發(fā)生屈服后，應(yīng)力開始單調(diào)上升的點作為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)镺. 0055 ；第三，在第一步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，以應(yīng)力達到最大值σ max所對應(yīng)的點為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)?O.1135 ；第四，在拉伸曲線上確定兩個“關(guān)鍵點”，第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 I = O. 33 f b+0. 67 ε y= O. 04114，對應(yīng)的應(yīng)力為σ =578. 76 MPa,第二個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 2 = O. 67 f b+0. 33 ε y=0. 07786，對應(yīng)的應(yīng)力為σ 2=676. 42 MPa ；第五，計算應(yīng)變硬化指數(shù)，第一段的左端點和右端點分別為(0. 0055,409. 03)，(O. 041114,578. 76)硬化指數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種確定金屬材料應(yīng)變硬化指數(shù)的方法，其特征在于，包括有如下步驟第一，根據(jù)拉伸試驗數(shù)據(jù)，繪制拉伸曲線σ-ε ;第二，在上步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，具體作法是 因為材料具有明顯的屈服點，因此以材料發(fā)生屈服后，應(yīng)力開始單調(diào)上升的點作為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)镺. 01026 ；第三，在第一步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，以應(yīng)力達到最大值σ max所對應(yīng)的點為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)?O. 0722 ；第四，在拉伸曲線上確定兩個“關(guān)鍵點”，第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 I = O. 33 f b+0. 67 ε = O. 0307，對應(yīng)的應(yīng)力為σ =652. 37 MPa,第二個個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 2 = O. 67 f b+0. 33 ε y=0. 05176，對應(yīng)的應(yīng)力為σ 2=707. 72 MPa ；第五，計算應(yīng)變硬化指數(shù)，第一段的左端點和右端點分別為:(0.01026,563. 00)，(O. 0307,652. 37)硬化指數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種確定金屬材料應(yīng)變硬化指數(shù)的方法，其特征在于，包括有如下步驟第一，根據(jù)拉伸試驗數(shù)據(jù)，繪制拉伸曲線σ-ε ;第二，在上步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，因為材料具有明顯的屈服點，所以以材料發(fā)生屈服后，應(yīng)力開始單調(diào)上升的點作為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)镺. 01202 ；第三，在第一步繪制的拉伸曲線上確定“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，以應(yīng)力達到最大值σ max所對應(yīng)的點為“產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點”，該點所對應(yīng)的應(yīng)變?yōu)?O. 0643 ；第四，在拉伸曲線上確定兩個“關(guān)鍵點”，第一個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 I = O. 33 f b+0. 67 ε = O. 029272，對應(yīng)的應(yīng)力為σ =578. 76 MPa,第二個個“關(guān)鍵點”的應(yīng)變?yōu)閒 2 = O. 67 f b+0. 33 ε y=0. 047048，對應(yīng)的應(yīng)力為σ 2=676. 42 MPa ；第五，計算應(yīng)變硬化指數(shù)，第一段的左端點和右端點分別為(0. 1202,812. 51), (O. 029272,859. 54)硬化指數(shù)
全文摘要
一種精確確定金屬材料應(yīng)變硬化指數(shù)的方法，包括如下步驟第一，根據(jù)拉伸試驗數(shù)據(jù)，繪制拉伸曲線σ-ε；第二，確定產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的起點；第三確定產(chǎn)生應(yīng)變硬化作用的終點；第三，在拉伸曲線上確定兩個關(guān)鍵點(ε1，σ1)，(ε2，σ2)；第四，利用關(guān)鍵點，將應(yīng)變硬化區(qū)間分為三段，分別確定應(yīng)變硬化指數(shù)，并比較大小，并將具有最大應(yīng)變硬化的一段再分為三段分別確定應(yīng)變硬化指數(shù)，并和上一循環(huán)的最大應(yīng)變硬化指數(shù)比較。若誤差再規(guī)定范圍內(nèi)，則令其為該材料的應(yīng)變硬化指數(shù)，若超差，再循環(huán)直到滿足誤差規(guī)定，具有精度高、且精度根據(jù)需要可控制和不受人為因素影響的特點。
文檔編號G01N3/08GK102607949SQ20121005277
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者許天旱 申請人:西安石油大學(xué)