
文章标题:金属拉伸热性能的不确定性和表征
内容摘要:
文章从金属拉伸热性能测试中不确定性的实验现象,即金属拉伸测试中由于拉伸室温或应变速率的变化而导致拉伸测试结果发生变化的实验现象入手钢材力学性能,对新兴的拉伸测试技术体系进行了阐述。 也就是说,一种温度、一种应变速率下的拉伸试验结果通常并不是样品拉伸前原始状态对应的原始热性能。 从伽利略时代到现在,金属热理论仍然把测试结果误认为是样本。 原始的热特性造成了一个悖论。
文章基于金属弹性变形微观理论,提出拉伸热性能测试的不确定性机理:不同的拉伸温度和拉伸速度、拉伸试验对应的不同弹性变形时间、不同的氢键位置和位错周围的溶质(杂质) ) 含量导致不同的拉伸热性能。
基于这一机理,提出了一种新的拉伸技术体系,利用一定湿度下的“力学性能-拉伸应变率”曲线来表征被测金属的原始热性能、服役热性能和加工变形热性能。 它给出了金属拉伸热性能的新概念。
本文引用了大约 35 篇文献中发表的实验结果,为文中讨论的每个理论观点形成了坚实的实验基础。

图1 Fe-36Ni合金在1373K时不同应变速率
断面收缩率和伸长硬度


图2 高熵合金
1073K 不同应变速率下的屈服硬度
图1为Fe-36Ni合金在1373K时的断面收缩率、伸长率、硬度与应变速率的关系。 图2为高熵合金在1073K时屈服硬度与应变速率的关系。
事实上,在不同的应变率下获得了不同的热性能。 那么,每种合金在1373K和1073K分别在什么应变速率下获得的热性能,即原始热性能呢? 这是目前拉伸试验技术体系很难回答的问题。
文章将图1、图2等曲线称为一定湿度下的“力学性能-拉伸应变率曲线”。 曲线用于表征被测金属的原始热性能、服役热性能和加工变形热性能,赋予金属热性能新概念和拉伸试验新技术体系。
文章从根本上否定了现行拉伸试验技术体系和标准的合理性,提出了新的拉伸试验技术体系和金属热性能新概念,开创了金属热性能新时代。
文章作者:徐廷栋,钢铁研究三院(上海),院士,博士生导师; 王凯,钢铁研究三院(上海),博士,中级工程师; 宋申华,杭州工程学院(北京)院士,博士生导师。

出版物原文:
徐T.;王K.;宋S..2021,11,1733。

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