寶
鈦集團(tuán)有限
公司于2012年引進(jìn)了美國Dynamic Systems Inc.生產(chǎn)的Gleeble-3800熱/力模擬機(jī)(如圖1)。它的應(yīng)用范圍很廣,主要可以用于兩個(gè)大方面的工作,一是材料試驗(yàn)研究,可以進(jìn)行各種不同幾何尺寸的熱拉伸試驗(yàn)、熱壓縮試驗(yàn)、熔化和凝固試驗(yàn)、零強(qiáng)度溫度/零塑性溫度確定實(shí)驗(yàn)、熱疲勞/熱機(jī)械疲勞試驗(yàn)、熱循環(huán)/熱處理、相變、TTT/CCT/CHT 曲線測(cè)定、裂紋敏感性試驗(yàn)、形變熱處理、液化脆性斷裂研究、固/液界面研究、固液兩相區(qū)變形行為研究。二是冶金過程的模擬,可以進(jìn)行鑄造和連鑄模擬、固液兩相區(qū)加工過程模擬、熱軋模擬、鍛壓模擬、擠壓模擬、焊接模擬、板帶熱處理模擬、金屬材料熱處理模擬等[1-2]。通過熱模擬,可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行新材料的開發(fā)和冶金工藝的改進(jìn),并可將結(jié)果直接應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中。這大大降低新材料、新工藝開發(fā)的成本,并提高了效率,縮短了新產(chǎn)品、新工藝開發(fā)的周期。目前國內(nèi)大部分熱/力模擬系統(tǒng)都是Gleeble-3800以下的系列產(chǎn)品,如Gleeble-1500、Gleeble-2000、Gleeble-3200、Gleeble-3500等。本文將重點(diǎn)介紹Gleeble-3800熱/力學(xué)模擬機(jī)的構(gòu)造、工作原理、主要技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用實(shí)例等......
2 Gleeble-3800熱/力學(xué)模擬機(jī)的構(gòu)成
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3 Gleeble-3800的工作原理
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3.1熱系統(tǒng)
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3.2機(jī)械系統(tǒng)
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3.3 數(shù)字控制系統(tǒng)
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4 Gleeble-3800主要技術(shù)參數(shù)
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5 Gleeble-3800的典型實(shí)驗(yàn)
不同的實(shí)驗(yàn),對(duì)應(yīng)不同的試樣,適用于Gleeble-3800的試樣總體上有十幾種。由于該設(shè)備所帶夾具物理尺寸的限制,以及實(shí)驗(yàn)時(shí)為了避免一些外在因素的影響,對(duì)于每種試樣的形狀及尺寸均有一定的加工要求。
5.1單/多道次壓縮變形實(shí)驗(yàn)
5.1.1試樣
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5.1.2工藝參數(shù)
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5.1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用
通過單/多道次壓縮試驗(yàn),可以得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖5、圖6所示,也可以按照設(shè)定的變形溫度、變形速率、變形量進(jìn)行工藝模擬,得到變形后的組織,見圖7。還可根據(jù)需要得出時(shí)間、力、溫度、位移等參數(shù)值(其它參數(shù)變化曲線)......
5.2相變點(diǎn)試驗(yàn)
5.2.1試樣
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5.2.2工藝參數(shù)
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5.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用
通過對(duì)材料在不同冷卻速度下的相變點(diǎn)的測(cè)定,繪制出材料的動(dòng)/靜態(tài)CCT圖,如圖9。CCT的應(yīng)用非常廣泛,主要應(yīng)用于各種熱處理工藝的制定和熱加工工藝的改進(jìn)。
5.3板帶退火
5.3.1試樣
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5.2.3工藝參數(shù)
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5.3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用
模擬得到的板帶退火圖見圖11。模擬過程實(shí)現(xiàn)了對(duì)工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制,得到了按設(shè)定工藝方案退火的材料。通過分析研究不同退火制度材料的組織性能,可以優(yōu)化退火工藝參數(shù),為制定生產(chǎn)工藝提供指導(dǎo)......
7 結(jié)語
目前,使用 Gleeble-3800熱/力模擬系統(tǒng),我們對(duì)TC4
鈦合金、TC18鈦合金、純
鎳和鋼進(jìn)行了性能測(cè)試、工藝模擬,為公司產(chǎn)品開發(fā)、工藝和數(shù)學(xué)模型參數(shù)的建立、優(yōu)化提供了重要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。今后,將結(jié)合公司科研和生產(chǎn)的需要,致力于設(shè)備功能的開發(fā)和試驗(yàn)方法研究,以充分利用這一研究平臺(tái),實(shí)現(xiàn)縮短研發(fā)周期、節(jié)省研制經(jīng)費(fèi),提高技術(shù)水平的目的。
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