专利名称：一种板带退火试样的设计方法及其试样的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属热处理技术领域，具体涉及一种板带退火试样的设计方法及其用该方法设计的试样。
背景技术：
板带试样经过连续退火工艺模拟之后，经常要求对其进行拉伸、冲压等性能测试试验，以了解板带退火工艺对试验钢力学性能的影响。按照国家标准规定，对进行拉伸、冲压性能测试试验的板带试样有一定的尺寸要求，并且为了获得较准确的试验结果，要求待测试样在测试范围内具有较好的均匀性，即要求板带试样在连续退火过程中具有较好的温度均匀性。目前，美国DSI公司制造的Gleeble-3800热模拟试验机所配备的板带退火系统可以模拟板带连续退火工艺。为了达到金属试样快速加热的目的，该设备采用直接电阻加热方式，其原理是将导电的板带试样连入设备与设备中安装的加热变压器等部件形成闭合电路,通过加热变压器给试样两端加上一定的电压值,使较大电流通过试样,利用试样本身电阻达到加热的目的。板带试样本身的尺寸规则，因此，加热的电能输入沿试样长度方向处处相等，但由于板带试样被夹于两个通有冷却水的夹具之间，在热传导的作用下，在板带试样的长度方向上容易产生较大的温度梯度。在试验过程中，用来研究材料性能和采集数据的均温区是相对的概念，经实际测量，在板带试样的长度方向上仍然存在温度梯度，因此，这对板带试样进行拉伸、冲压性能测试试验的试验结果会产生较大影响。申请号为CN200510047083. 0的“一种在金属板带试样热处理试验中消除温度梯度的方法”，其特征是在直接电阻加热方式的基础上，增加红外辐射加热方式，在试样的上、下，接近夹具两侧分别安装红外加热装置，利用红外辐射能量，弥补试样两端由于热传导而散失的热量。若将这种方法应用于Gleeble-3800热模拟试验机所配备的板带退火系统，不仅需要增加辅助设备，还需增加一套对该设备进行控制的控制系统，这增大了设备的操作难度，同时加大了设备的造价。
发明内容
本发明的目的在于提供一种板带退火试样的设计方法及其试样，基于热模拟机直接电阻加热方式，通过改变板带试样连入电路的电阻阻值，用以弥补试样两端由于热传导而散失的热量，降低板带试样退火试验中温度梯度。1.板带试样温度梯度的测定取一个常规待测板带试样，在板面几何中心处以及沿着长度方向的试样端部附近分别焊接一对热电偶。根据温度梯度计算公式，得到板带试样长度方向上的温度分布。
权利要求
1.一种板带退火试样的设计方法，其特征在于通过改变试样长度方向各段电阻值的方法确定试样的形状，使靠近夹具的试样端部区域获得相对多的能量输入，补偿夹具热传导作用所导致的温度降低。
2.根据权利要求1所述的一种板带退火试样的设计方法，其特征在于所述试样长度方向各段电阻值的改变，是通过改变试样长度方向各段宽度来实现，具体步骤如下1)取一个常规待测板带试样，在板面几何中心处以及沿着长度方向的试样端部附近分别焊接一对热电偶，测定出该试样在长度的温度分布；2)根据热模拟试验机将试样作为电阻直接加热特点，流过试样截面的电流保持不变，将试样沿长度方向划分为若干段电阻，通过改变试样各段的横截面尺寸实现对该试样连入电路的电阻阻值的改变，相应试样各段的质量发生改变，从而使连入电路的试样各段在电加热作用下所获得的热量发生改变，使试样各段升高的温度作出相应的改变，以补偿由于夹具热传导作用导致板带试样长度方向上的温度梯度；3)根据试样各段的横截面尺寸的改变确定板带试样一半的形状；4)根据步骤I) 3)或采用对称方式确定板带试样的另一半的形状。
3.根据权利要求2所述的一种板带退火试样的设计方法，其特征在于所述试样为轴对称形状，试样各段的横截面尺寸根据如下公式计算
4.一种由权利要求1 3任意项所述的一种板带退火试样的设计方法所设计的试样，其特征在于所述试样各段的横截面尺寸为中间宽两端窄渐变的轴对称形状。
5.根据权利要求4所述的试样，其特征在于试样各段的横截面尺寸根据如下公式计算
全文摘要
本发明公开一种板带退火试样的设计方法及其试样，通过改变试样长度方向各段电阻值的方法确定试样的形状，使靠近夹具的试样端部区域获得相对多的能量输入，补偿夹具热传导作用所导致的温度降低。解决常规板带试样在长度方向上容易产生较大的温度梯度的问题。
文档编号G01N1/28GK103033402SQ20111030312
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者赵宝纯, 李桂艳, 张鹏远, 孙树华, 杨静 申请人:鞍钢股份有限公司