本发明专利技术提供一种适用于钢临界点测试的膨胀曲线分析方法，包括以下步骤：以膨胀仪记录数据中的温度T为横坐标、膨胀量L为纵坐标绘制膨胀曲线；对膨胀曲线左侧和右侧的线性膨胀部分分别进行线性拟合，得到相应的膨胀量与温度之间的直线方程Lα和Lγ；计算高温相即γ相体积分数Xγ，以T为横坐标、Xγ为纵坐标绘制曲线；依据具体实验要求选取恰当的临界体积分数C；在Xγ-T曲线上找出Xγ=C和Xγ=100%-C的两个点分别对应的温度T作为临界点；表述测试结果，同时包含相变临界点以及临界体积分数C。本发明专利技术克服了切线法、极值法、角切法和平均法等方法物理意义不明确或受主观因素影响大的缺点，提高了膨胀曲线分析的客观定量化程度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于钢临界点测试的膨胀曲线分析方法，属于材料测试领域。
技术介绍
钢的热处理制度制定依据是其固态相变临界点。临界点测试的主要方法之一为膨胀法。钢的低温相(α相)与高温相(γ相)具有不同的比容，当发生多型性相变时，相变引起的体积效应叠加在热胀冷缩效应上，破坏了膨胀量与温度间的线性关系，因此，可以根据膨胀曲线(膨胀量-温度曲线)反映出的热膨胀性态的变化来确定相变临界点。测试临界点的膨胀曲线分析方法通常为切线法、极值法、角切法和平均法(林惠国，傅代直.钢的奥氏体转变曲线一一原理、测试与应用.北京，机械工业出版社，1988:231?232.)。切线法的操作方式为，将膨胀曲线上对应于纯热膨胀(或纯冷收缩)的直线段延长，取延长线与曲线部分的分离点对应的温度作为临界点。极值法的操作方式为，取膨胀曲线极大值点(或极小值)点对应的温度作为临界点。角切法的操作方式为，规定与温度坐标轴成一定角度的直线，使之与膨胀曲线相切，取切点对应的温度作为临界点。平均法的操作方式为，将膨胀曲线上拐点两侧直线部分延长，并作延长线夹角等分线与曲线相交，将交点对应的温度作为临界点。但是，上述各种膨胀曲线分析方法均存在不足之处。切线法符合金属学原理，从理论上讲是正确的，但直线段延长线与曲线分离点的判断容易受观测者主观因素影响，不同观测者对同一膨胀曲线的分析结果偏差较大。极值法、角切法和平均法对关键点的判断不容易受观测者主观因素影响，但关键点的物理意义不明确，所对应的温度实际上与真实的相变临界点存在系统性误差。因此，现有的膨胀曲线分析方法难以同时满足物理意义明确和客观定量的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有膨胀曲线分析方法不足，提供一种物理意义明确且客观定量的适用于钢临界点测试的膨胀曲线分析方法。为解决上述问题，本专利技术提供一种适用于钢临界点测试的膨胀曲线分析方法，其特征在于包括以下几个步骤:(O以膨胀仪记录数据中的温度T为横坐标、膨胀量L为纵坐标绘制膨胀曲线； (2)对膨胀曲线左侧和右侧的线性膨胀部分分别进行线性拟合，得到相应的膨胀量与温度之间的直线方程La和Ly ; (3)计算高温相即γ相的体积分数Xγ = (L a -L) / ( L a -L γ ) X 100%，以T为横坐标，X y为纵坐标绘制曲线； (4)依据具体实验要求选取恰当的临界体积分数C;(5)在Xγ -T曲线上找出X γ =C和X γ =100%-C的两个点，读取相应的温度T，升温时X γ =C对应相变开始温度，X γ =100%-c对应相变结束温度；降温时X γ =100%-C对应相变开始温度，X γ =C对应相变结束温度； (6)表述测试结果，同时包含相变临界点以及临界体积分数C。本专利技术进一步限定的技术方案是: 进一步的，上述方法适用于化学成分为0.060%C、0.33%S1、1.51%Mn、0.0070%P、0.0038%S、0.052%Nb、0.0019%B、0.025%T1、余量Fe和杂质的贝氏体钢在0.1°C /s升温速率下的临界点测试，线性膨胀段分别选取在600~700 °C温度范围和900~1000 °C温度范围内，选取临界体积分数C=l%。进一步的，上述方法适用于化学成分为0.060%C、0.33%S1、l.51%Mn、0.0070%P、0.0038%S、0.052%Nb、0.0019%B、0.025%T1、余量 Fe 和杂质的低碳钢在 1000。。保温 5min 后以25°C /s冷却速率冷却时的临界点测试，线性膨胀段分别选取在300~400°C温度范围内和550~650°C温度范围内，选取临界体积分数C=3%。进一步的，上述方法适用于化学成分为0.057%C、0.18%S1、0.62%Mn、0.0054%P、0.0013%S、9.10%N1、0.024%Alt、余量Fe和杂质的9Ni钢在0.05°C /s升温速率下的临界点测试，线性膨胀段分别选取在400~550°C温度范围内和750~900°C温度范围内，选取临界体积分数C=0.5%。本专利技术在步骤(I)中以温度为横坐标、膨胀量为纵坐标绘制出膨胀曲线，曲线从左至右分为三个部分，左侧为低温相(α相)的线性膨胀段，中间为α/γ相变造成的非线性膨胀段，右侧为高温相(γ相)的线性膨胀段。理论上而言，直线段与非直线段的连接点就对应了相变的开始点或结束点，但在实际操作中，膨胀曲线的斜率通常连续变化，不同部分之间过渡平滑，直线段与非直线段的连接点难以严格确定。本专利技术将形成一定体积分数新相视为相变开始、将新相体积分数达到一定程度视为相变结束这一思想应用于膨胀法，首先通过步骤(2)获得假定无相变情况下低温相与高温相各自随温度变化的膨胀特性，其次在步骤(3)中利用“杠杆定律”计算并绘制出高温相体积分数随温度的变化曲线，然后在步骤(4)中选取恰当的高温相临界体积分数，作为相变开始与结束的定量判断依据，最后在步骤(5)中得到与临界体积分数相对应的温度，作为相变临界点的实验测定值。选取不同的临界体积分数，得到的临界点也有所不同，因此步骤(6)在表述临界点测定结果时需要指明所选取的临界体积分数，以使表述严谨，同时便于不同实验者之间对比各自的膨胀曲线分析结果。本专利技术的有益效果是:本专利技术提供的膨胀曲线分析方法定量确定出用于标志相变开始或结束的临界体积分数并由此得到相应的临界点，克服了切线法、极值法、角切法和平均法等方法物理意义不明确或受主观因素影响大的缺点，提高了膨胀曲线分析的客观定量化程度。【附图说明】图1为本专利技术实施例1测试钢临界点时的膨胀曲线分析图。图2为本专利技术实施例2测试钢临界点时的膨胀曲线分析图。图3为本专利技术实施例3测试钢临界点时的膨胀曲线分析图。【具体实施方式】实施例1 本实施例提供一种对化学成分为 0.060%C、0.33%S1、l.51%Μη、0.0070%P、0.0038%S、0.052%Nb、0.0019%B、0.025%T1、余量Fe和杂质的贝氏体钢在0.1°C/s升温速率下测试临界点Acl和Ac3的方法，步骤如下: (1)膨胀仪每5s记录一个数据点，以温度T为横坐标、膨胀量L为纵坐标绘制膨胀曲线；如图1中(1-1)图所示； (2)对600~700°C温度范围内和900~1000°C温度范围内的膨胀数据进行线性拟合，得到直线方程 L a =0.1589Τ-3.9032 和 L γ =0.2199Τ-101.46 ； (3)计算高温相(γ相)体积分数当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于钢临界点测试的膨胀曲线分析方法，其特征在于包括以下几个步骤：（1）以膨胀仪记录数据中的温度T为横坐标、膨胀量L为纵坐标绘制膨胀曲线；（2）对膨胀曲线左侧和右侧的线性膨胀部分分别进行线性拟合，得到相应的膨胀量与温度之间的直线方程Lα和Lγ；（3）计算高温相即γ相的体积分数Xγ=(Lα‑L)/( Lα‑Lγ)×100%，以T为横坐标，Xγ为纵坐标绘制曲线；（4）依据具体实验要求选取恰当的临界体积分数C；（5）在Xγ‑T曲线上找出Xγ=C和Xγ=100%‑C的两个点，读取相应的温度T，升温时Xγ=C对应相变开始温度，Xγ=100%‑C对应相变结束温度；降温时Xγ=100%‑C对应相变开始温度，Xγ=C对应相变结束温度；（6）表述测试结果，同时包含相变临界点以及临界体积分数C。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙超，李东晖，高江，郭志春，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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