.62· 工程科学学报，第40卷，第1期 W。及试样的储能W,计算公式如下0-4]： 位置，所以颈缩阶段其温度的升高值明显高于其他 Q。=p,CAT (5) 四个测温点的温度.将7个测温点的温度相加取平 式中，P。表示实验用钢的密度，C为实验用钢的比热 均值T,绘制真应力-时间-平均温度曲线，如图9 容，V为试样体积，△T为试样的温差（即实际温度T 所示. 与室温T。的差值) 35 800 工程应力时间曲线750 W=VxK 3 3 1700 n+1 (6) 32 650 31 600 式中：V表示拉伸试样的体积，ε为真应变，K为材料 550 9 500 常数（即真应变为1.0时所对应的真应力）：n为应 8 450 27 1通道温度 400 变硬化指数.将塑性区内每一时刻的真应变代入上 26 2通道温度 350 3通道温度 300 式即可求得在不同应变下试样的塑性功. 4250 33 4通道温度 200 5通道温度 150 (7) 21 6通道温度 100 7通道温度 50 式中：α是几何系数；以为切变模量：R为位错剪切半 01020304050607080901010120138 1 径，R≈103b,b为柏氏矢量的模；r。数量级为b~ 时间s 10b,4.605≤ln R 图6拉伸试样工程应力-时间-温度曲线 ≤6.908：e为真应变；K为材 Fig.6 Engineering stress-time-temperature curves of tensile speci- 料常数：S为圆棒拉伸试样沿轴向的中间截面面积： men L为每根位错的长度.根据拉伸过程中的真应力应 800 750 真应力应变曲线 变曲线，将塑性区内每一时刻的真应变代入上式即 700 do/de=o 650 可求得在不同应变下试样的塑性储能值 321 1通道温度 2.2无TRP效应的试样在拉伸过程中的热效应 450 通道温度 3通道温度 28 27 本试验的相关计算将以试样标距内的形变为研 -4通道温度 30 究对象，并认为试样标距内应变分布均匀.针对1 250 5通道温度 6通道温度 654321 试验钢，其组织为铁素体+珠光体，因此拉伸的过程 一7通道温度 中无相变发生，所以将不会产生相变热.利用温度 19 0.02 0.04 0.06 0.08 真应变 采集设备可采集温度与时间曲线.为了将每一时刻 测量的温度与拉伸过程中的工程应力相对应，由拉 图7拉伸试样真应力-真应变-温度曲线 Fig.7 伸设备及引伸计采集出工程应力与时间的曲线，其 True stress-true strain-temperature curves of tensile speci- men 工程应力-时间-温度曲线如图6所示.同时拉伸设 备采集的工程应力也与工程应变相对应，这样以时 间为中间变量，可以实现应力、应变、温度、时间等变 量间的相互对应.因此，在图6的基础上，将相关变 23456789 量转换后，其真应力-真应变-温度曲线如图7所 示.图中dσ/de=σ所对应的真应变，代表拉伸试 样结束均匀伸长而产生局部集中变形时所对应的真 应变 123456 图6及图7给出拉伸试样随应力的升高，7个 测温点温度也升高.从图7中可以看出试样从进入 塑性区到均匀延伸结束，随着真应力的增加，试样的 图8拉断无TRP效应试样 表面温度以一定的斜率均匀向上攀升.直到试样进 Fig.8 Broken specimen of no TRIP effect 入到颈缩阶段时，试样表面各点温度值才出现了不 规律的变化，从图6和图7中可以看出颈缩阶段测 从图9中可以看出，试样在弹性变形区内，其平 温点5,6、7的温度上升最为明显.从试样拉断后的 均温度略有降低.由固体力学可知在试样拉伸的过 照片图8中可以看出测温点5、6、7靠近试样的颈缩 程中，在弹性变形区域当拉伸试样的真应变为ε，工程科学学报,第 40 卷,第 1 期 Wp 及试样的储能 Ws 计算公式如下[10鄄鄄14] : Qp = 籽pVC驻T (5) 式中,籽p 表示实验用钢的密度,C 为实验用钢的比热 容,V 为试样体积,驻T 为试样的温差(即实际温度 T 与室温 T0 的差值). Wp = V 伊 K 着 n + 1 n + 1 (6) 式中:V 表示拉伸试样的体积,着 为真应变,K 为材料 常数(即真应变为 1郾 0 时所对应的真应力);n 为应 变硬化指数. 将塑性区内每一时刻的真应变代入上 式即可求得在不同应变下试样的塑性功. Ws = 1 4仔琢 2 滋 ln ( R r ) 0 K 2 着 2n 伊 S 伊 L (7) 式中:琢 是几何系数;滋 为切变模量;R 为位错剪切半 径,R抑10 3 b, b 为柏氏矢量的模; r0 数量级为 b ~ 10b,4郾 605臆ln ( R r ) 0 臆6郾 908;着 为真应变;K 为材 料常数;S 为圆棒拉伸试样沿轴向的中间截面面积; L 为每根位错的长度. 根据拉伸过程中的真应力应 变曲线,将塑性区内每一时刻的真应变代入上式即 可求得在不同应变下试样的塑性储能值. 2郾 2 无 TRIP 效应的试样在拉伸过程中的热效应 本试验的相关计算将以试样标距内的形变为研 究对象,并认为试样标距内应变分布均匀. 针对 1 # 试验钢,其组织为铁素体 + 珠光体,因此拉伸的过程 中无相变发生,所以将不会产生相变热. 利用温度 采集设备可采集温度与时间曲线. 为了将每一时刻 测量的温度与拉伸过程中的工程应力相对应,由拉 伸设备及引伸计采集出工程应力与时间的曲线,其 工程应力鄄鄄时间鄄鄄温度曲线如图 6 所示. 同时拉伸设 备采集的工程应力也与工程应变相对应,这样以时 间为中间变量,可以实现应力、应变、温度、时间等变 量间的相互对应. 因此,在图 6 的基础上,将相关变 量转换后,其真应力鄄鄄 真应变鄄鄄 温度曲线如图 7 所 示. 图中 d滓/ d着 = 滓 所对应的真应变,代表拉伸试 样结束均匀伸长而产生局部集中变形时所对应的真 应变. 图 6 及图 7 给出拉伸试样随应力的升高,7 个 测温点温度也升高. 从图 7 中可以看出试样从进入 塑性区到均匀延伸结束,随着真应力的增加,试样的 表面温度以一定的斜率均匀向上攀升. 直到试样进 入到颈缩阶段时,试样表面各点温度值才出现了不 规律的变化,从图 6 和图 7 中可以看出颈缩阶段测 温点 5、6、7 的温度上升最为明显. 从试样拉断后的 照片图 8 中可以看出测温点 5、6、7 靠近试样的颈缩 位置,所以颈缩阶段其温度的升高值明显高于其他 四个测温点的温度. 将 7 个测温点的温度相加取平 均值 Ta,绘制真应力鄄鄄 时间鄄鄄 平均温度曲线,如图 9 所示. 图 6 拉伸试样工程应力鄄鄄时间鄄鄄温度曲线 Fig. 6 Engineering stress鄄鄄 time鄄鄄 temperature curves of tensile speci鄄 men 图 7 拉伸试样真应力鄄鄄真应变鄄鄄温度曲线 Fig. 7 True stress鄄鄄 true strain鄄鄄 temperature curves of tensile speci鄄 men 图 8 拉断无 TRIP 效应试样 Fig. 8 Broken specimen of no TRIP effect 从图 9 中可以看出,试样在弹性变形区内,其平 均温度略有降低. 由固体力学可知在试样拉伸的过 程中,在弹性变形区域当拉伸试样的真应变为 着z ·62·