本發(fā)明屬于金屬熱加工領(lǐng)域，具體涉及一種定量測(cè)量厚板心部軋制變形率的方法。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)將厚度大于60mm的鋼板稱(chēng)為特厚板，主要用于鍋爐壓力容器、海洋工程、核電、風(fēng)電、軍工、高層建筑、重型機(jī)械、模具等重大技術(shù)裝備制造領(lǐng)域。對(duì)于特厚板而言，心部質(zhì)量仍是關(guān)鍵，特厚板的心部質(zhì)量主要取決于煉鋼質(zhì)量和軋制過(guò)程中的變形情況。

厚板軋制過(guò)程是典型的非均勻變形過(guò)程，通常軋制變形不能完全滲透到板坯內(nèi)部。板坯越厚，表層變形越大，而心部變形很小或是不發(fā)生變形。為了使得變形能滲透到心部，使得心部性能得到改善，通常采用大壓下軋制工藝或是差溫軋制工藝。而對(duì)于板坯厚度方向上的整體變形情況，很難檢測(cè)，也無(wú)定量數(shù)據(jù)。目前國(guó)內(nèi)有許多采用有限元數(shù)值模擬研究分析鋼板內(nèi)部的軋制變形情況，但無(wú)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐驗(yàn)證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種定量測(cè)量厚板心部軋制變形率的方法，通過(guò)在坯料縱截面不同位置處鉆孔、測(cè)量、填充、軋制、測(cè)量等步驟，來(lái)定量檢測(cè)分析鋼板在軋制過(guò)程中厚度方向不同位置處的變形情況。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種定量測(cè)量厚板心部軋制變形率的方法，包括以下步驟：

(1)鉆孔：取縱截面形狀為斜坡形、階梯形或矩形的坯料，在縱截面厚度方向鉆孔，測(cè)量孔徑D1；

(2)填充：加工與坯料同樣材質(zhì)的圓棒樣，保證圓棒的尺寸與孔徑一致，并將其填充于孔內(nèi)；

(3)軋制：將鉆完孔并填充好的坯料進(jìn)行加熱、軋制，對(duì)于縱截面形狀為斜坡形或階梯形的坯料，軋制一道次；對(duì)于縱截面形狀為矩形的坯料，軋制一道次或多道次；

(4)測(cè)量：軋制完的鋼板進(jìn)行縱向切割，切割的鉆孔填充部分進(jìn)行銑、磨、酸洗，對(duì)酸洗后的帶填充樣的孔徑進(jìn)行測(cè)量，直徑為D2。

進(jìn)一步，所述的定量測(cè)量厚板心部軋制變形率的方法，中鉆孔的位置為縱截面厚度方向1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8處，孔的直徑為3～5.5mm，深度≥30mm。

進(jìn)一步，所述的定量測(cè)量厚板心部軋制變形率的方法中厚板心部軋制變形率Dr＝(D1-D2)/D1。

以下對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明：

坯料形狀：坯料可為斜坡形或是階梯形，采用此形狀可實(shí)現(xiàn)軋制一塊坯料得出不同壓下率條件下的心部變形率。也可采用矩形坯料，軋制多道次，得到坯料心部在多道次變形時(shí)的累計(jì)變形率。

鉆孔和填充：鉆孔和填充是為了將軋制變形率能夠通過(guò)填充的圓棒樣尺寸變化體現(xiàn)出來(lái)。鉆孔時(shí)，應(yīng)垂直于鋼板縱截面往坯料內(nèi)部鉆孔，孔徑深度≥30mm，并且越深越好，以減小邊部與心部變形差異帶來(lái)的影響。填充時(shí)，圓棒樣材料需與坯料一致，確保在加熱和軋制時(shí)，圓棒樣能與坯料擁有一致的膨脹系數(shù)、延展性等指標(biāo)。圓棒樣尺寸需與孔徑一致，避免圓棒小孔徑大或是圓棒大孔徑小的情況，否則對(duì)后續(xù)變形率的測(cè)量會(huì)有較大的影響。

取樣切割：由于鋼板邊部變形與心部有差異，因此，取樣切割過(guò)程中，應(yīng)靠近孔的底部取樣，同時(shí)需垂直鋼板表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)在坯料縱截面不同位置處鉆孔、測(cè)量、填充、軋制、測(cè)量等步驟，來(lái)定量檢測(cè)分析鋼板在軋制過(guò)程中厚度方向不同位置處的變形情況。方法簡(jiǎn)單，便于操作，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中階梯形坯料鉆孔填充示意圖；

圖2為實(shí)施例2中斜坡形坯料鉆孔填充示意圖；

圖3為實(shí)施例3中矩形坯料鉆孔填充示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不限于此。

實(shí)施例1

1.取試驗(yàn)坯料，將坯料加工成縱截面形狀為階梯形，階梯厚度分別為150、165、180、195mm，并在縱截面厚度方向1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8等位置處鉆孔，孔的直徑為3mm，深度≥30mm。

2.鉆完孔后，測(cè)量孔徑D1。然后加工出與坯料同樣材質(zhì)的圓棒樣，圓棒的尺寸與孔徑基本一致，并將其填充于孔內(nèi)。

3.將鉆完孔并填充好的坯料進(jìn)行加熱、軋制，采用單道次軋制，成品厚度為145mm。

4.將軋制完的鋼板進(jìn)行縱向切割，將鉆孔填充部分切割下來(lái)，并進(jìn)行銑、磨、酸洗。

5.對(duì)酸洗后帶填充樣的孔徑進(jìn)行測(cè)量，直徑為D2。變形率Dr通過(guò)公式Dr＝(D1-D2)/D1來(lái)計(jì)算。

不同位置處變形率如表1所示。

實(shí)施例2

1.取試驗(yàn)坯料，將坯料加工成縱截面形狀為斜坡形，最小厚度為210mm，最大為250mm，并在縱截面厚度方向1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8等位置處鉆孔，鉆孔位置厚度為215mm、220mm、225mm、230mm、235mm、240mm，孔的直徑為3mm，深度≥30mm。

2.鉆完孔后，測(cè)量孔徑D1。然后加工出與坯料同樣材質(zhì)的圓棒樣，圓棒的尺寸與孔徑基本一致，并將其填充于孔內(nèi)。

3.將鉆完孔并填充好的坯料進(jìn)行加熱、軋制，采用單道次軋制，成品厚度為200mm。

4.將軋制完的鋼板進(jìn)行縱向切割，將鉆孔填充部分切割下來(lái)，并進(jìn)行銑、磨、酸洗。

5.對(duì)酸洗后帶填充樣的孔徑進(jìn)行測(cè)量，直徑為D2。變形率Dr通過(guò)公式Dr＝(D1-D2)/D1來(lái)計(jì)算。

不同位置處變形率如表2所示。

實(shí)施例3

1.取連鑄坯，將坯料加工成縱截面形狀為矩形，厚度為160mm，在縱截面厚度方向1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8位置處鉆孔，孔的直徑為5.2mm，深度≥30mm。

2.鉆完孔后，測(cè)量孔徑D1。然后加工出與坯料同樣材質(zhì)的圓棒樣，圓棒的尺寸與孔徑基本一致，并將其填充于孔內(nèi)。

3.將鉆完孔并填充好的坯料進(jìn)行加熱、軋制，采用多道次軋制，成品厚度為80mm。

4.將軋制完的鋼板進(jìn)行縱向切割，將鉆孔填充部分切割下來(lái)，并進(jìn)行銑、磨、酸洗。

5.對(duì)酸洗后帶填充樣的孔徑進(jìn)行測(cè)量，直徑為D2。變形率Dr通過(guò)公式Dr＝(D1-D2)/D1來(lái)計(jì)算。

不同位置處變形率如表3所示。

表1 階梯形試樣單道次軋制后不同位置變形率

從表1可以看出，階梯試樣經(jīng)單道次軋制后，壓下量越大，其每個(gè)位置壓下率均增大。對(duì)不同厚度，1/8處壓下率較大，其變形也較大，而心部最小。

表2 斜坡形試樣單道次軋制后不同位置變形率

從表2可以看出，斜坡形試樣經(jīng)單道次軋制后，壓下量越大，其每個(gè)位置壓下率均增大。對(duì)不同厚度，1/8處壓下率較大，其變形也較大，而心部最小。

表3 矩形試樣多道次軋制后不同位置變形率

從表3可以看出，矩形試樣經(jīng)多道次軋制后，1/8處壓下率較大，其變形也較大，而心部最小。

本發(fā)明雖然公開(kāi)部分實(shí)施例，但并不是用來(lái)限制本發(fā)明。本發(fā)明還可以有其他多種實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明做成各種相應(yīng)的改變，但這些相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。諸如：坯料形狀(還可為上下階梯形、上下斜坡形等)，斜坡坡度，階梯數(shù)(本發(fā)明實(shí)施例為4個(gè)階梯，還可以繼續(xù)增加階梯)，鉆孔數(shù)，孔的分布位置等等。