2.3　高温热扭转试验

Gleeble 3500热机模拟试验系统中热扭转单元的加载结构布置及试验所用的典型试样分别示于图2-19和图2-20。经测温元件的传感，系统对装卡在快速夹具上的试样实施载荷与温度的动态程序控制。

图2-19　Gleeble 3500 热机模拟试验系统中热扭转单元的加载结构布置

图2-20　Gleeble 3500 热机模拟试验系统所使用的热扭转试样

剪切应力便可如下计算［3］

　　        （2-7）

式中，M为转矩；m为应变速率敏感度系数；n为加工硬化系数；R为试样半径。

将“剪切应力-剪切应变”的试验数据应用于工业过程，或想要把这些数据与来自诸如拉伸、压缩等其他形式试验的数据进行比较，可通过经典的Von Misses算法分别得到平均等效应力σeq及平均等效应变εeq。

　　        （2-8）

　　        （2-9）

式中，M为扭转力矩，N·m；n为形变硬化系数；N为扭转周数。

实例3：AISI 4140钢热扭转试验［4］

试验钢的化学成分见表2-4。

表2-4　AISI 4140钢的化学成分（质量分数）［4］　　单位：%

热扭转试样为铸态，试样加工成直径10mm，高度20mm的圆柱体。试验是在Gleeble3500上进行的，保温时间为3min。试验结果如图2-21所示，可见热扭转比热压缩具有更大的塑性变形潜力。

图2-21　AISI 4140钢在不同温度和不同应变速率下的应力-应变曲线［4］

（a）900℃；（b）1000℃