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材料在高温条件下的力学性能是成形工艺控制的首要问题。如果采用比普通拉伸机增加了一个加热炉的高温电子拉伸机（图2-1），虽然可以通过控制加热炉的温度控制零件的加热温度，但该类设备在测试超高强度硼钢板的力学性能时，因为加热时间较长，零件容易产生氧化，并且在成形完毕后，炉内没有热处理装置，需要将零件拿出来进行热处理 [13] ，给材料的性能测试及其控制带来了很多不便。
图2-1 日本岛津高温电子拉伸机
在研究金属高温变形过程流变应力规律时，可以通过物理模拟技术对金属热变形过程中所要求的各种参数如温度、冷却速度等进行精确控制，并获得各参数对热变形过程中流变应力的影响。本节介绍采用Gleeble 3800热模拟试验机进行模拟试验，对硼钢板进行等温单向拉伸试验，研究其热冲压流变行为的测试方法。
热模拟试验机是专门用来模拟不同物理条件下材料性能的设备，可模拟热拉伸、多种变形条件下的热压缩、熔化和凝固、热处理及多种变形等，并可模拟焊接、连铸、热轧及锻造等多种工艺，比较适合超高强度硼钢板的性能测试。该类试验机主要有美国Dynamic Systems Inc公司的Gleeble系列热模拟试验机 [14] 和日本富士电波工机株式会社的Thermorestor系列热模拟试验机 [13] 。图2-2所示为Gleeble 3800热模拟试验机。图2-3所示为Thermorestor-W热模拟试验机。
图2-2 Gleeble 3800热模拟试验机
各企业的热模拟试验机的工作原理均类似。通过多种变压器给试样通以大电流来实现对试样的加热。试样位于真空箱内，由试验机的真空泵提供真空。在试样的上表面中心部位焊接热电偶，如图2-4所示。热电偶与热模拟试验机相连，实时测量试样的温度并反馈给热模拟试验机从而实现温度闭环控制，以控制试样的升温和降温过程。
图2-3 Thermorestor-W热模拟试验机
图2-4 试样上热电偶焊接位置
为使试验结果更准确地反映钢板在热冲压成形过程中的力学性能变化，更科学地指导热冲压研究，试验依照实际热冲压成形工艺过程来设计。热力学性能测试试样尺寸如图2-5所示；热模拟试验工艺过程如图2-6所示。整个温度控制过程包括五个阶段 [14] ，各阶段具体内容及试验过程如下。
（1）升温阶段 先以15K/s的速度将试样温度升高到奥氏体化温度。
图2-5 热力学性能测试试样尺寸
图2-6 热模拟试验工艺过程
（2）奥氏体保温阶段 在奥氏体温度区间内保温5min以获得均匀的奥氏体组织。
（3）冷却阶段 为避免冷却过程中的铁素体相变，以30K/s的冷却速率降至试验变形所需温度，保温5s以便消除试样内部的温度梯度。
（4）恒温变形阶段 按照试验中选取的应变速率进行恒温拉伸变形，直至拉断。
（5）马氏体生成阶段 变形结束后快速冷却至室温，使组织转变为马氏体。
变形阶段真实应力-应变曲线由Gleeble 3800热模拟试验机测定并记录。按照试验选用的拉伸速度，缓慢加载直至试样断裂，记录各条件下的真实应力-应变曲线。