使用石墨箔和镍基润滑剂的主要功能是极大地减少P91钢材样品与压板界面之间产生的摩擦。通过最小化这种阻力，该装置抑制了称为“桶状变形”的几何畸变，确保样品在高压高温实验中经历均匀变形。
准确的材料测试依赖于维持纯单轴应力状态。没有有效的润滑，摩擦会产生复杂的应力模式，导致样品几何形状变形，使测得的流动应力数据不准确。
保持应力状态的均匀性
界面挑战
在高温压缩测试中，钢材样品与压力机之间的接触点是一个关键变量。
在高压下，样品端部由于摩擦 tend to stick to the platens（粘附在压板上）。
实现单轴应力
石墨箔和镍基润滑剂的组合在此界面创建了一个滑动系统。
这使得样品端部的径向膨胀速率与中心相同。
结果是样品整个高度上都存在均匀的单轴应力状态。
确保数据准确性
隔离固有阻力
这些实验的最终目标是测量P91钢材本身的流动应力。
研究人员需要量化材料变形的固有阻力，而不是机器移动样品的阻力。
消除摩擦干扰
如果存在摩擦，机器记录的力将包括克服该摩擦所需的能量。
有效的润滑消除了这个变量，确保数据仅反映钢材的材料特性。
关键风险：理解桶状变形
几何畸变
当润滑失效或省略时，摩擦会固定住圆柱体端部，而中心继续膨胀。
结果是形成桶状，而不是完美的圆柱体。
测量受损
桶状变形表明样品内的应力状态不再是均匀或单轴的。
一旦样品发生桶状变形，用于计算应力和应变的数学公式将失效，导致数据错误。
验证您的压缩数据
为了确保您的P91钢材实验产生可发表的研究成果，有效的润滑不是可选项——它是数据有效性的先决条件。
- 如果您的主要重点是材料表征：优先考虑这种润滑方法，以确保流动应力曲线代表钢材的真实行为，不受摩擦伪影的影响。
- 如果您的主要重点是工艺模拟：使用此设置来保证均匀变形，确保您的压缩比在整个样品体积上都是准确的。
您的应力-应变数据的完整性完全取决于您消除压板界面摩擦的能力。
摘要表：
| 特征 | 在P91钢材压缩中的作用 | 对数据准确性的影响 |
|---|---|---|
| 石墨箔 | 作为干式润滑界面 | 促进径向膨胀 |
| 镍基润滑剂 | 高温润滑层 | 减少摩擦引起的发热/阻力 |
| 防止桶状变形 | 保持圆柱形几何形状 | 确保均匀的单轴应力状态 |
| 减少摩擦 | 隔离材料流动应力 | 消除机器引起的能量伪影 |
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参考文献
- Shem Maube, Michael Oluwatosin Bodunrin. Comparative Study on Hot Metal Flow Behaviour of Virgin and Rejuvenated Heat Treatment Creep Exhausted P91 Steel. DOI: 10.3390/app13074449
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
