一種高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備及其測定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備及其測定方法。制備方法包括下述依次的步驟：Ⅰ取高導(dǎo)熱率金屬材料試樣一塊制成金屬圓柱，金屬圓柱的直徑Ф8mm～Ф10mm，長度為10mm～15mm，在金屬圓柱的軸向中間點位置沖點作為標(biāo)記；Ⅱ?在標(biāo)記處鉆一直徑Ф1.6mm～Ф2.0mm，深1.8mm～2.2mm的盲孔；Ⅲ?選取與金屬圓柱材質(zhì)相同或銅質(zhì)材料的線材，制取塞銷；Ⅳ將K型熱電偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端放置在盲孔內(nèi)的兩側(cè)，用塞銷將盲孔塞住。測定方法是把試樣在熱力學(xué)模擬試驗機上測定，得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲線。本發(fā)明的試樣制備及其測定方法過程簡單易行，流變應(yīng)力試驗數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)。
【專利說明】一種高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備及其測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備及其測定方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱力學(xué)模擬試驗機可模擬金屬材料在高溫下的熱變形過程，涉及變形時的高溫力 學(xué)性能參數(shù)、熱塑性、顯微組織及相變行為等基礎(chǔ)研究工作和生產(chǎn)工藝過程的模擬，可對金 屬材料在高溫變形過程中的靜態(tài)再結(jié)晶與動態(tài)再結(jié)晶、變形抗力等進行研究，為金屬材料 的熱加工工藝提供理論和試驗依據(jù)。
[0003] 通常在Gleeble系列熱力學(xué)模擬試驗機進行鋼鐵材料高溫流變應(yīng)力測試，利用熱 力學(xué)模擬試驗機廠家提供的隨主機配套使用的點焊機來完成熱電偶在試樣表面的焊接，熱 電偶的正、負極分別焊在試樣上，熱力學(xué)模擬試驗機根據(jù)程序設(shè)定的升溫速度、目標(biāo)溫度、 保溫時間、降溫速度以及應(yīng)變速率、真應(yīng)變等參數(shù)，通過熱電偶的控溫功能實時跟蹤程序的 預(yù)設(shè)定，結(jié)合高速伺服控制液壓驅(qū)動系統(tǒng)及應(yīng)變引伸計來完成整個熱加工工藝過程，得到 流變真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線。保證整個工藝試驗過程順利完成的前提條件是要求熱電偶牢固 地焊接在試樣的表面、不能脫落，才能確保熱電偶全程實時采集試樣瞬時溫度，控制熱力學(xué) 模擬試驗機加熱系統(tǒng)的工藝過程。
[0004] 熱力學(xué)模擬試驗機配套使用的點焊機在焊接鋼鐵等金屬材料時，通過人工能可 靠地完成焊接任務(wù)，但在焊接諸高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性的有色金屬時，由于此類金屬材料導(dǎo) 熱率比鋼鐵材料大7~11倍，熱輸入能量散失太快、無法瞬間聚集，不能在實驗室內(nèi)單獨 使用點焊機來完成熱電偶在試樣表面的焊接。一般這類有色金屬材料焊接前需要預(yù)熱 400°C飛00°C，才能進行后續(xù)焊接工藝，但在熱模擬實驗室內(nèi)即使有條件做到這類試樣的預(yù) 熱，也無法通過手工方式使預(yù)熱后的400°C飛00°C試樣在點焊機上完成熱電偶在試樣表面 的焊接，而且經(jīng)過預(yù)熱的試樣還會燒損點焊機的工作砧臺。
[0005] 關(guān)于熱力學(xué)模擬試驗機進行銅合金的高溫流變應(yīng)力測試發(fā)表的文獻有很多，但是 文獻里都沒有提到關(guān)于銅合金試樣與熱電偶的"焊接"是如何實現(xiàn)的，因此，為了實現(xiàn)這類 高導(dǎo)熱率的金屬材料在熱力學(xué)模擬試驗機上的應(yīng)用，有必要針對高熱導(dǎo)率金屬材料研究一 種低成本、易操作的熱模擬壓縮試驗用試樣的制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備方法的上述不足，本發(fā)明提供一 種避免對點焊機砧臺的燒損，并且便于在熱力學(xué)模擬試驗機上進行流變應(yīng)力試驗，得到的 數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備方法。
[0007] 本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供該試樣的流變應(yīng)力試驗數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定的測定 方法。
[0008] -種高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備方法，它包括下述依次的步驟： I取高導(dǎo)熱率金屬材料試樣一塊制成金屬圓柱，金屬圓柱的材料為H96、H80或H65中 的任一種，金屬圓柱的直徑Φ8 mm?Φ 10mm，長度為10mm?15mm，使金屬圓柱軸向夾持在 臺鉗上，在金屬圓柱的軸向中間點位置，用有尖的沖頭沖一沖點作為標(biāo)記； II在標(biāo)記處鉆一直徑Φ 1. 6mm?Φ 2. 0mm，深1. 8mm?2. 2mm的盲孔； III選取一段與金屬圓柱材質(zhì)相同或銅質(zhì)材料的線材，制取直徑為盲孔的直徑減去 (0. 2±0. 05mm)，長是盲孔的長度加（0. 5±0. 1 mm)的塞銷； IV將K型熱電偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端放置在盲孔內(nèi)的兩側(cè)，再用塞銷垂直 于金屬圓柱將盲孔輕微塞住，再用尖嘴鉗將塞銷壓入盲孔之中、填充滿盲孔壓實，盲孔中的 K型熱電偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端被塞銷緊緊擠壓在金屬圓柱基體里，且使塞銷 與金屬圓柱的表面平整吻合，再使用什錦銼刀將高出金屬圓柱表面的塞銷銼平，K型熱電 偶的熱電偶絲負極端與熱電偶絲正極端被牢固地嵌入盲孔之中。
[0009] 制成高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣。
[0010] 本高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，首先要用本發(fā)明的方法制出試樣，測 定方法包括制備試樣的方法在內(nèi)。
[0011] 本高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法包括下述依次的步驟： (一） 取高導(dǎo)熱率金屬材料試樣一塊制成金屬圓柱，金屬圓柱的材料為H96、H80或H65 中的任一種，金屬圓柱的直徑Φ8 mm?Φ 10mm，長度為10mm?15mm，使金屬圓柱軸向夾持 在臺鉗上，在金屬圓柱的軸向中間點位置，用有尖的沖頭沖一沖點作為標(biāo)記； (二） 在標(biāo)記處鉆一直徑Φ 1. 6mm?Φ 2. 0mm，深1. 8mm?2. 2mm的盲孔； (三） 選取一段與金屬圓柱材質(zhì)相同或銅質(zhì)材料的線材，制取直徑為盲孔的直徑減去 (0. 2±0. 05mm)，長是盲孔的長度加（0. 5±0. 1 mm)的塞銷； (四） 將K型熱電偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端放置在盲孔內(nèi)的兩側(cè)，再用塞銷垂 直于金屬圓柱將盲孔輕微塞住，再用尖嘴鉗將塞銷壓入盲孔之中、填充滿盲孔壓實，盲孔中 的K型熱電偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端被塞銷緊緊擠壓在金屬圓柱基體里，且塞銷 與金屬圓柱的表面平整吻合，再使用什錦銼刀將高出金屬圓柱表面的塞銷銼平，K型熱電 偶的熱電偶絲負極端與熱電偶絲正極端被牢固地嵌入盲孔之中，制成高導(dǎo)熱率金屬材料壓 縮的試樣； (五） 打開熱力學(xué)模擬試驗機，在砧子頭和試樣之間涂抹耐溫不低于1350°c的高溫潤滑 齊U，減少壓縮試樣過程中的摩擦，砧子頭和試樣之間用鉭片隔離，阻止試樣和砧子頭間的粘 結(jié)和相互反應(yīng)，保證軸向壓縮物理模擬精度； (六） 使用試樣夾將試樣送入熱力學(xué)模擬試驗機腔體，使試樣的右端面貼在右側(cè)砧子的 表面，控制stroke位移鍵移動左側(cè)站子頭，使左側(cè)站子頭向右移至距試樣左側(cè)端面1mm? 2mm ； (七） 打開空氣錘、壓緊試樣，調(diào)節(jié)空氣錘壓力，使空氣錘壓力值控制在40±2Kg，預(yù)抽真 空度的壓強值不大于2. OX Krtorr，防止高溫氧化。
[0012] (八）在熱力學(xué)模擬試驗機的TAB程序中，采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試 驗。
[0013] 得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲線。
[0014] 上述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟(八）采用 Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗的過程是： I在strain-strain中設(shè)置變形方式為軸向、選用軸向引伸計及試樣尺寸直徑mm、長 度_ ; II在采集變量選項中選擇需要采集數(shù)據(jù)的變量：力值變量、軸向引伸計、應(yīng)變、應(yīng)力、位 移與溫度通道1 ; III在開始行勾選主要機械軸和溫度控制軸； IV在控制模式行選擇位移控制模式以及溫度通道1 ; V在TAB程序執(zhí)行區(qū)依次設(shè)置 a在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入位移變量的值為0. 25_，在對應(yīng)的時間軸輸 入升溫過程所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； b在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入位移變量的值為0. 25mm，在對應(yīng)的時間軸輸 入保溫過程所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； c對軸向引伸計進行清零； d在控制模式行選擇應(yīng)變控制模式； e在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入應(yīng)變控制模式對應(yīng)的應(yīng)變量，在對應(yīng)的時間 軸輸入壓縮過程中所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； f結(jié)束程序運行。
[0015] 上述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟(八）采用 Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到目標(biāo)溫度，且保溫不小于5分鐘，使試樣的組織均勻， 再根據(jù)工藝要求的工程應(yīng)變量、應(yīng)變速率進行壓縮變形；重復(fù)每個目標(biāo)溫度的工藝過程三 次，來驗證數(shù)據(jù)的重復(fù)性，得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲線； b程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到目標(biāo)溫度，且保溫不小于5分鐘，使試樣的組織均勻， 再根據(jù)工藝要求的工程應(yīng)變量、不同的應(yīng)變速率進行壓縮變形，得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲 線。
[0016] 上述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟(八）采用 Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到3- 5個目標(biāo)溫度，兩個相近的目標(biāo)溫度之間的間隔 相等，為 20°C-60°C ; b程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到3- 5目標(biāo)溫度，兩個相近的目標(biāo)溫度之間的間隔相 等，為 20°C-60°C。
[0017] 更細講，上述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟(八）采 用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 在步驟(八）采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 001S4進行壓縮變形，重復(fù)每個目標(biāo)溫度 的工藝過程三次； b程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 00IS'0. 0IS'0· IS'1S_1進行壓縮變 形。
[0018] 本發(fā)明提供的對高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備方法，可用于任何無法在點焊 機上完成熱電偶和導(dǎo)熱率高的金屬材料焊接的情況。
[0019] 本發(fā)明中，涉及的試樣(金屬圓柱)尺寸同樣適用于ΦΙΟι?πιΧ 15mm等其它適合熱模 擬試驗的試樣尺寸。
[0020] 本發(fā)明方法制備的試樣經(jīng)過熱變形后可對變形溫度、變形量、應(yīng)變速率等參數(shù)進 行分析，建立其本構(gòu)方程，為合理制定熱變形工藝提供參考。
[0021] 本發(fā)明的有益效果 利用本發(fā)明所述的試樣制備方法，實現(xiàn)了對高導(dǎo)熱率金屬材料試樣與熱電偶的面接 觸，解決了高導(dǎo)熱率金屬材料在點焊機上無法進行熱電偶與試樣焊接的難題，避免預(yù)熱后 的試樣對點焊機工作砧臺的燒損，使高導(dǎo)熱率金屬材料在熱力學(xué)模擬試驗機上順利開展 熱變形工藝的試驗，并運用模擬后的試樣進行組織觀察；本發(fā)明所述的試樣制備方法可 節(jié)省用于購置在焊接前進行預(yù)熱的相關(guān)設(shè)備，避免了對點焊機工作砧臺的燒損和人工對 400°C飛00°C試樣進行焊接帶來的不可控因素；本發(fā)明所述的試樣制備方法操作過程簡單 易行，單人獨自即可完成整個制備過程，效率高且熱電偶在試樣上牢固可靠、在高溫變形下 絕無脫落，為此類高導(dǎo)熱率金屬材料在實驗室內(nèi)進行工藝模擬試驗帶來極大地方便。本高 導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，完成了流變應(yīng)力曲線的測試，本發(fā)明方法制備的試 樣經(jīng)過熱變形后可對變形溫度、變形量、應(yīng)變速率等參數(shù)進行分析，得到的流變應(yīng)力試驗數(shù) 據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，建立其本構(gòu)方程，為合理制定熱變形工藝提供參考。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是試樣的俯視圖。
[0023] 圖2是沿圖1中A- A線的局部剖視放大圖，圖中盲孔塞進塞銷。
[0024] 圖3是沿圖1中A- A線的局部剖視放大圖，圖中塞銷壓入盲孔中，高出試樣表面 的塞銷銼平。
[0025] 圖4是應(yīng)變速率?為0· 001XS'在750°C的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。
[0026] 圖5是應(yīng)變速率?為0.001 X S'在700°C的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。
[0027] 圖6是應(yīng)變速率?為0· 001XS'在650°C的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。
[0028] 圖7是應(yīng)變速率?為0.001 X S'在600°C的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。
[0029] 圖8是在?為0.001 XS4相同應(yīng)變速率、不同溫度下的真應(yīng)力應(yīng)變曲線； 圖9是在?為0. 01 XS4相同應(yīng)變速率、不同溫度下的真應(yīng)力應(yīng)變曲線； 圖10是在ε'為0. IX 相同應(yīng)變速率、不同溫度下的真應(yīng)力應(yīng)變曲線； 圖11是在?為lXf相同應(yīng)變速率、不同溫度下的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。
[0030] 圖12是銅合金變形抗力工藝路線圖。
[0031] 圖13是Strain應(yīng)變控制模式的程序流程簡圖。
[0032] 圖4至圖7中，箭頭1所指的是第一次試驗的曲線，箭頭2所指的是第二次試驗的 曲線，箭頭3所指的是第三次試驗的曲線， 上述圖中 1 一金屬圓柱；2-盲孔；3-熱電偶絲負極引線；4一熱電偶絲正極引線； 5-試樣；6-熱電偶絲負極端； 7-熱電偶絲正極端； 8-塞銷。

【具體實施方式】
[0033] 下面結(jié)合實施例及其附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的具體實施 方式不局限于下述的實施例。
[0034] 試樣實施例 本實施例是在熱力學(xué)模擬試驗機上進行高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備方法，直接 應(yīng)用在熱力學(xué)模擬試驗機Gleeble3800通用單元上進行流變應(yīng)力模擬試驗。本實施例選用 材料為銅合金H65,制造試樣的金屬圓柱的尺寸是Φ8ι?πιΧ 12mm, 具體包括下述依次的步驟： I將金屬圓柱1的軸的方向放平，使金屬圓柱1軸向夾持在臺鉗上，金屬圓柱1軸的向 方向穩(wěn)固，在金屬圓柱1軸向的中間點（6mm位置)用有尖的沖頭沖一沖點作為標(biāo)記，在直徑 Φ 1.8mm直柄麻花鉆上，從鉆芯尖處起向刃溝方向量出2mm長度，用油性記號筆標(biāo)記出橫線 位置； Π 使用裝配好直柄麻花鉆的手槍鉆，將手槍鉆轉(zhuǎn)速開關(guān)撥到低速檔，對準(zhǔn)金屬圓柱1 上的沖點(標(biāo)注的位置進行鉆削)鉆一盲孔2,盲孔2的深度以麻花鉆上標(biāo)注的橫線為準(zhǔn)，得 到一個直徑Φ 1. 8mm、深為2mm的盲孔2,見圖1 ; III用橫截面積為2. 5mm2的單芯銅導(dǎo)線，線徑為1. 79_，截下長2. 5mm的一節(jié)，作為塞銷 8使用； IV先將K型熱電偶的熱電偶絲負極端6與熱電偶絲正極端7放置在盲孔2內(nèi)的兩側(cè)， 兩極不要接觸，再用塞銷8垂直于金屬圓柱1將盲孔2輕微塞住，使用尖嘴鉗將該塞銷8壓 入盲孔2之中、填充滿盲孔2壓實，見圖2。盲孔中的K型熱電偶絲負極端6與K型熱電偶 絲正極端7被塞銷8緊緊擠壓在金屬圓柱1基體里，再使用什錦銼刀將高出金屬圓柱1表 面的塞銷8銼平，使塞銷8與金屬圓柱1的表面平整吻合，見圖3。K型熱電偶的熱電偶絲 負極端6與熱電偶絲正極端7被牢固地卡在金屬圓柱1上面，K型熱電偶的熱電偶絲負極 端6與熱電偶絲正極7被牢固地嵌入盲孔2之中。制成高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣5。
[0035] 方法實施例 本實施例包括下述依次的步驟： (一） 將金屬圓柱1的軸的方向放平，使金屬圓柱1軸向夾持在臺鉗上，金屬圓柱1軸 的向方向穩(wěn)固，在金屬圓柱1軸向的中間點（6mm位置)用有尖的沖頭沖一沖點作為標(biāo)記，在 直徑Φ1. 8_直柄麻花鉆上，從鉆芯尖處起向刃溝方向量出2_長度，用油性記號筆標(biāo)記出 橫線位置； (二） 使用裝配好直柄麻花鉆的手槍鉆，將手槍鉆轉(zhuǎn)速開關(guān)撥到低速檔，對準(zhǔn)金屬圓柱1 上的沖點(標(biāo)注的位置進行鉆削)鉆一盲孔2,盲孔2的深度以麻花鉆上標(biāo)注的橫線為準(zhǔn)，得 到一個直徑Φ 1. 8mm、深為2mm的盲孔2,見圖1 ; (三) 用橫截面積為2. 5mm2的單芯銅導(dǎo)線，線徑為1. 79_，截下長2. 5mm的一節(jié)，作為塞 銷8使用； (四)先將K型熱電偶的熱電偶絲負極端6與熱電偶絲正極端7放置在盲孔2內(nèi)的兩側(cè)， 兩極不要接觸，再用塞銷8垂直于金屬圓柱1將盲孔2輕微塞住，使用尖嘴鉗將該塞銷8壓 入盲孔2之中、填充滿盲孔2壓實，見圖2。盲孔中的K型熱電偶絲負極端6與K型熱電偶 絲正極端7被塞銷8緊緊擠壓在金屬圓柱1基體里，再使用什錦銼刀將高出金屬圓柱1表 面的塞銷8銼平，使塞銷8與金屬圓柱1的表面平整吻合，見圖3。K型熱電偶的熱電偶絲 負極端6與熱電偶絲正極端7被牢固地卡在金屬圓柱1上面，K型熱電偶的熱電偶絲負極 端6與熱電偶絲正極7被牢固地嵌入盲孔2之中。制成高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣5。
[0036] (五）打開熱力學(xué)模擬試驗機，在熱力學(xué)模擬試驗機的砧子頭和試樣5之間涂抹適 量的高溫潤滑劑，減少壓縮過程中的摩擦，本發(fā)明用的是耐溫1427°C的（THRED GARD)高溫 潤滑劑。
[0037] 砧子頭和試樣5之間用鉭片隔離，阻止試樣5和砧子頭間的粘結(jié)和相互反應(yīng)，保證 軸向壓縮物理模擬精度； (六） 將試樣5用試樣夾住送入熱力學(xué)模擬試驗機腔體內(nèi)，使試5的右端面貼在右側(cè) 砧子的表面，控制stroke位移鍵移動左側(cè)砧子頭，使左側(cè)砧子頭向右移至距試樣左側(cè)端面 1mm ?2mm ; (七） 打開空氣錘、壓緊試樣5,調(diào)節(jié)空氣錘壓力，使空氣錘壓力值控制在40±2Kg，預(yù)抽 真空至2. OX lO^Torr，防止高溫氧化。
[0038] (八)在熱力學(xué)模擬試驗機的TAB程序中，采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗 a程序設(shè)定以5°C /S升溫至不同目標(biāo)溫度（750°C、700°C、650°C、600°C )，且保溫5分 鐘，使試樣1的組織均勻，為了便于理解，參見銅合金變形抗力工藝路線圖12,再以工程應(yīng) 變50%、應(yīng)變速率?為0. 001S4進行壓縮變形。重復(fù)每個目標(biāo)溫度的工藝過程三次，來驗證數(shù) 據(jù)的重復(fù)性，得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲線見圖4、圖5、圖6與圖7。
[0039] 從圖4、圖5、圖6與圖7中可以看出，每個工藝形變過程重復(fù)三次的應(yīng)力應(yīng)變曲線 的重復(fù)性吻合的很好；在恒定的應(yīng)變速率下，銅合金在熱變形過程中發(fā)生了動態(tài)回復(fù)和動 態(tài)再結(jié)晶，流變應(yīng)力試驗結(jié)果表明，在熱力學(xué)模擬試驗機上進行高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的 試樣制備方法是解決在點焊機上無法焊接此類試樣的有效制備方法。
[0040] b程序設(shè)定以5°C /S升溫至不同目標(biāo)溫度（750°C、700°C、650°C、600°C )且保溫5 分鐘，使試樣的組織均勻，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率f分別為0. OOIS'O. OIS'O. IS' If進行壓縮變形，得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲線見圖8、圖9、圖10與圖11。
[0041] 從圖8~圖11可以看出：應(yīng)變速率保持不變時，變形溫度越高，穩(wěn)態(tài)變形階段的流 變應(yīng)力越低；變形溫度保持不變時，應(yīng)變速率越低，穩(wěn)態(tài)變形階段的流變應(yīng)力也越低；在低 應(yīng)變速率情況下，發(fā)生了明顯的動態(tài)再結(jié)晶，材料在形變過程中有充分的時間軟化進行再 結(jié)晶，揭示了銅合金材料在高溫變形時流變應(yīng)力的變化規(guī)律；這組流變應(yīng)力試驗結(jié)果充分 表明，在熱力學(xué)模擬試驗機上進行高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備方法是解決在點焊機 上無法焊接此類試樣的有效試樣制備方法。
[0042] 為了便于理解本實施例的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，說明在步驟 (八）采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗的大致過程，見圖13。
[0043] 在桌面計算機系統(tǒng)中啟動TAB編程軟件； 在本【技術(shù)領(lǐng)域】中已知，采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時，在TAB編程軟件中 輸入或選擇該試驗所需的技術(shù)參數(shù)與技術(shù)項目。
[0044] 在步驟S1，在Strain-Strain中設(shè)置變形方式為軸向、選用軸向引伸計及試樣尺 寸直徑mm、長度mm ; 在步驟S2,在采集變量選項中選擇需要采集數(shù)據(jù)的變量：力值變量、軸向引伸計、應(yīng) 變、應(yīng)力、位移與溫度通道1 ; 在步驟S3,在開始行勾選主要機械軸和溫度控制軸； 在步驟S4,在控制模式行選擇位移控制模式以及溫度通道1 ; 在步驟S5,在TAB程序執(zhí)行區(qū)依次設(shè)置 a在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入位移變量的值為0. 25_，在對應(yīng)的時間軸輸 入升溫過程所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； b在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入位移變量的值為0. 25mm，在對應(yīng)的時間軸輸 入保溫過程所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； c對軸向引伸計進行清零； d在控制模式行選擇應(yīng)變控制模式； e在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入應(yīng)變控制模式對應(yīng)的應(yīng)變量，在對應(yīng)的時間 軸輸入壓縮過程中所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； f結(jié)束程序運行。
[0045] 程序運行結(jié)束后，采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)自動傳回桌面計算機系統(tǒng)，以便進行后 續(xù)數(shù)據(jù)分析。
[0046] 說明 1申請文件步驟VI 使用試樣夾將試樣送入熱力學(xué)模擬試驗機腔體，使試樣的右端面 貼在右側(cè)砧子的表面，是指實驗人面對熱力學(xué)模擬試驗機腔體，右手用夾持試樣的試樣夾 送入熱力學(xué)模擬試驗機腔體內(nèi)時，腔體內(nèi)左手側(cè)有可移動的砧子頭，右手側(cè)有固定不動的 石占子頭。
[0047] 2本實施例所用的高溫潤滑劑是THRED GARD潤滑劑（Anti-Seize Compound)， 用的是耐溫1427 °C的進口備件，在做鋼鐵材料流變應(yīng)力試驗時的最高溫度在 1300°C ±100°C。
[0048] 3 熱力學(xué)模擬試驗機 Gleeble3800,見 http://gleeble. us/China/index. htm。
[0049] 4本申請涉及到的專業(yè)英文名詞解譯 Lgauge軸向引伸計；Force力值變量； Strain 應(yīng)變； Stress 應(yīng)力； Stroke 位移； TC1 溫度通道1 ; Stress-Strain 應(yīng)力-應(yīng)變； Acquire 采集變量選項； Start 開始行； Mechanical 機械軸； Thermal溫度控制軸； Mode 控制模式。
【權(quán)利要求】
1. 一種高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣制備方法，它包括下述依次的步驟： I取高導(dǎo)熱率金屬材料試樣一塊制成金屬圓柱，金屬圓柱的材料為H96、H80或H65中 的任一種，金屬圓柱的直徑Φ8 mm?Φ 10mm，長度為10mm?15mm，使金屬圓柱軸向夾持在 臺鉗上，在金屬圓柱的軸向中間點位置，用有尖的沖頭沖一沖點作為標(biāo)記； II在標(biāo)記處鉆一直徑Φ 1. 6mm?Φ 2. 0mm，深1. 8mm?2. 2mm的盲孔； III選取一段與金屬圓柱材質(zhì)相同或銅質(zhì)材料的線材，制取直徑為盲孔的直徑減去 0· 2±0. 05mm,長是盲孔的長度加0· 5±0· 1 mm的塞銷； IV將K型熱電偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端放置在盲孔內(nèi)的兩側(cè)，再用塞銷垂直 于金屬圓柱將盲孔輕微塞住，將塞銷壓入盲孔之中、填充滿盲孔壓實，盲孔中的K型熱電偶 絲負極端與K型熱電偶絲正極端被塞銷緊緊擠壓在金屬圓柱基體里，且使塞銷與金屬圓柱 的表面平整吻合，再將高出金屬圓柱表面的塞銷銼平，K型熱電偶的熱電偶絲負極端與熱 電偶絲正極端被牢固地嵌入盲孔之中。
2. -種高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，它包括下述依次的步驟： (一） 取高導(dǎo)熱率金屬材料試樣一塊制成金屬圓柱，金屬圓柱的材料為H96、H80或H65 中的任一種，金屬圓柱的直徑Φ8 mm?Φ 10mm，長度為10mm?15mm，使金屬圓柱軸向夾持 在臺鉗上，在金屬圓柱的軸向中間點位置，用有尖的沖頭沖一沖點作為標(biāo)記； (二） 在標(biāo)記處鉆一直徑Φ 1. 6mm?Φ 2. 0mm，深1. 8mm?2. 2mm的盲孔； (三） 選取一段與金屬圓柱材質(zhì)相同或銅質(zhì)材料的線材，制取直徑為盲孔的直徑減去 0· 2±0. 05mm,長是盲孔的長度加0· 5±0· 1 mm的塞銷； (四） 將K型熱電偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端放置在盲孔內(nèi)的兩側(cè)，再用塞銷垂 直于金屬圓柱將盲孔輕微塞住，將塞銷壓入盲孔之中、填充滿盲孔壓實，盲孔中的K型熱電 偶絲負極端與K型熱電偶絲正極端被塞銷緊緊擠壓在金屬圓柱基體里，且塞銷與金屬圓柱 的表面平整吻合，再將高出金屬圓柱表面的塞銷銼平，K型熱電偶的熱電偶絲負極端與熱 電偶絲正極端被牢固地嵌入盲孔之中，制成高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣； (五） 打開熱力學(xué)模擬試驗機，在砧子頭和試樣之間涂抹耐溫不低于1350°c的高溫潤滑 齊U，減少壓縮試樣過程中的摩擦，砧子頭和試樣之間用鉭片隔離，阻止試樣和砧子頭間的粘 結(jié)和相互反應(yīng)，保證軸向壓縮物理模擬精度； (六） 使用試樣夾將試樣送入熱力學(xué)模擬試驗機腔體，使試樣的右端面貼在右側(cè)砧子的 表面，控制stroke位移鍵移動左側(cè)站子頭，使左側(cè)站子頭向右移至距試樣左側(cè)端面1mm? 2mm ； (七） 打開空氣錘、壓緊試樣，調(diào)節(jié)空氣錘壓力，使空氣錘壓力值控制在40±2Kg，預(yù)抽真 空度的壓強值不大于2. 0 X K^Torr，防止高溫氧化； (八） 在熱力學(xué)模擬試驗機的TAB程序中，采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟 (八）采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗的過程是： I在Strain-Strain中設(shè)置變形方式為軸向、選用軸向引伸計及試樣尺寸直徑_、長 度_ ; II在采集變量選項中選擇需要采集數(shù)據(jù)的變量：力值變量、軸向引伸計、應(yīng)變、應(yīng)力、位 移與溫度通道1 ; Ill在開始行勾選主要機械軸和溫度控制軸； IV在控制模式行選擇位移控制模式以及溫度通道1 ; V在TAB程序執(zhí)行區(qū)依次設(shè)置 a在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入位移變量的值為0. 25_，在對應(yīng)的時間軸輸 入升溫過程所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； b在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入位移變量的值為0. 25mm，在對應(yīng)的時間軸輸 入保溫過程所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； c對軸向引伸計進行清零； d在控制模式行選擇應(yīng)變控制模式； e在主要機械軸列的TAB程序執(zhí)行區(qū)輸入應(yīng)變控制模式對應(yīng)的應(yīng)變量，在對應(yīng)的時間 軸輸入壓縮過程中所需要的時間，在溫度控制軸輸入目標(biāo)溫度； f結(jié)束程序運行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在 步驟(八）采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到目標(biāo)溫度，且保溫不小于5分鐘，使試樣的組織均勻， 再根據(jù)工藝要求的工程應(yīng)變量、應(yīng)變速率進行壓縮變形；重復(fù)每個目標(biāo)溫度的工藝過程三 次，來驗證數(shù)據(jù)的重復(fù)性，得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲線； b程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到目標(biāo)溫度，且保溫不小于5分鐘，使試樣的組織均勻， 再根據(jù)工藝要求的工程應(yīng)變量、不同的應(yīng)變速率進行壓縮變形，得到銅合金的應(yīng)力應(yīng)變曲 線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟 (八）采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到3- 5個目標(biāo)溫度，兩個相近的目標(biāo)溫度之間的間隔 相等，為 20°C-60°C ; b程序設(shè)定 根據(jù)工藝要求的升溫速率升溫到3- 5目標(biāo)溫度，兩個相近的目標(biāo)溫度之間的間隔相 等，為 20°C-60°C。 6. 2或3所述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟(八）采用 Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 001S4進行壓縮變形，重復(fù)每個目標(biāo)溫度 的工藝過程三次； b程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 00IS'0. 0IS'0· IS'1S_1進行壓縮變 形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟 (八）采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 001S4進行壓縮變形，重復(fù)每個目標(biāo)溫度 的工藝過程三次； b程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 00IS'0. 0IS'0· IS'1S_1進行壓縮變 形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高導(dǎo)熱率金屬材料壓縮的試樣測定方法，其特征是：在步驟 (八）采用Strain應(yīng)變控制模式進行壓縮試驗時 a程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 001S4進行壓縮變形，重復(fù)每個目標(biāo)溫度 的工藝過程三次； b程序設(shè)定以5°C /S升溫至下述的不同目標(biāo)溫度750°C、700°C、650°C與600°C，且保溫 不小于5分鐘，再以工程應(yīng)變50%、應(yīng)變速率?為0. 00IS'0. 0IS'0· IS'1S_1進行壓縮變 形。
【文檔編號】G01N1/28GK104155166SQ201410432777
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】廉曉潔, 趙振鐸, 衛(wèi)海瑞, 王斌 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司