[發明專利]非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量系統及測量方法

在審

• 申請號: 202010416994.0
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111458368A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 寇生中;丁瑞鮮;李曉誠;孫江龍;楊娜;樊建軍;付小強;蔣希來
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04;G01N25/06
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

1.非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量系統，包括探測頭（1）、移動位移傳感器（2）、壓力傳感器（3）、信息傳導轉換系統（4）、控制系統（5）和壓力機（6），其特征在于，探測頭（1）是一個一個面與非晶合金接觸，另一個面與壓頭接觸的零件，與非晶合金接觸的面上有一個或一個以上的錐狀突起，與壓頭接觸的一面為平面；探測頭（1）由轉換電路分別連接移動位移傳感器（2）和壓力傳感器（3），移動位移傳感器（2）和壓力傳感器（3）經信息傳導轉換系統（4）將信號傳遞到控制系統（5），再由控制系統（5）調控施加于探測頭（1）的壓力和變形速率，實現環形傳輸控制關系，信息傳導轉換系統（4）能夠將變形位移量和實時變形壓力反饋到控制系統（5）。

2.根據權利要求1所述的非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量系統，其特征在于，探測頭（1）是一個連接壓頭與非晶合金料的部件，它的一個面與非晶合金接觸，另一個面與壓頭接觸的零件，與非晶合金接觸的面為一個或一個以上的錐狀突起，與壓頭接觸的面為平面。

3.根據權利要求1所述的非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量系統，其特征在于，探測頭（1）的小尖錐用于判斷非晶合金的軟化程度，當非晶合金的溫度進入過冷液相區，非晶合金發生軟化，在預設的壓應力作用下小錐尖將不斷陷入、最后全部嵌入非晶合金坯料中，小錐尖的底座平面與非晶合金上平面接觸。

4.根據權利要求1所述的非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量系統，其特征在于，探測頭（1）的前端面上設置一個或一個以上小尖錐，錐尖角度為15o～60°。

5.非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量方法，其特征在于，其步驟為：

步驟（1）將探測頭1帶錐刺的一面平穩地放置在待超塑性成型的非晶塊體的中心上；

步驟（2）驅動壓力機，使壓頭剛好接觸探測頭1平整的一面；

步驟（3）設置一個預壓力，預壓力設置在0.1KN左右，由壓力傳感器（3）、信息傳導轉換系統（4）采集反饋到控制系統（5）；

步驟（4）持續吹氬氣1～2min后開始加熱，吹氬氣行為持續到實驗完成冷卻后；

步驟（5）在加熱后，非晶塊體會出現軟化現象，探測頭（1）嵌入非晶塊體內，由移動位移傳感器（2）信息傳導轉換系統（4）采集反饋到控制系統（5）；

步驟（6）待控制系統（5）得到理想數值后，開始進行超塑性成型工藝，由移動位移傳感器（2）和壓力傳感器（3）采集，經信息傳導轉換系統（4）反饋到控制系統（5），即可實時監控超塑性成型的壓力和應變速率；并由控制系統（5）優化超塑性成型的壓力和應變速率等控制，提高超塑性成形的產品質量；

步驟（7）冷卻成型件，待成型件冷卻至室溫后，停止吹氬氣。

6.根據權利要求1所述的非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量方法，其特征在于，控制系統（5）根據信息傳導轉換系統（4）反饋的應力和應變信息，判定非晶合金料是否發生軟化，間接估計非晶合金的溫度是否進入過冷液相區。

7.根據權利要求1所述的非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量方法，其特征在于，預先給非晶合金坯料施加一個預壓力，預應力的大小根據非晶合金在過冷液相區發生軟化并具有超塑性時的應力確定。

8.根據權利要求1所述的非晶合金在過冷液相區的軟化行為的測量方法，其特征在于，非晶合金的加熱過程被置于真空環境或氣氛保護環境。