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原文传递通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法

专利名称：	通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法
摘要：	本发明属于材料微观组织分析领域，具体公开了通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法，包括利用低周疲劳实验机，对激光选区熔化试件进行不同温度条件下低周疲劳性能测试，采用应变对称加载控制方式；和对典型不同温度和应变幅对应的失效断口进行微观表征测试；本发明利用增材制造设备打印304不锈钢台阶梯形试板制作试件，开展激光选区熔化试件疲劳断口微观组织分析；主要利用扫描电子显微镜和透射电镜分析检测手段来观察温度相关的疲劳断口特征，分析材料晶粒取向、局部应变、滑移带位置和方向及夹杂对疲劳失效行为的影响规律。分析疲劳断口并表征服役过程微观结构演化，总结微观结构与疲劳性能之间的影响关系。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所
发明人：	冯飞;乐开白;刘春华;陈晓辉
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-20T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311365940.6
公开号：	CN117110105A
代理机构：	成都中亚专利代理有限公司
代理人：	周长福
分类号：	G01N3/32;G01N3/18;G01N23/2251;G01N23/04;G01N23/20;G;G01;G01N;G01N3;G01N23;G01N3/32;G01N3/18;G01N23/2251;G01N23/04;G01N23/20
申请人地址：	621000 四川省绵阳市涪城区二环路南段6号
主权项：	1.通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法，其特征在于，包括如下步骤： S100、利用低周疲劳实验机，对激光选区熔化试件进行不同温度条件下低周疲劳性能测试，采用应变对称加载控制方式； S200、完成步骤S100后，对典型不同温度和应变幅对应的失效断口进行微观表征测试；所述步骤S200的具体方法是：利用扫描电子显微镜观察断口位置特征包括裂纹萌生和扩展区域特征，研究材料晶粒取向、局部应变、滑移带位置和方向及夹杂对疲劳裂纹萌生和扩展行为的影响规律；利用透射电镜分析检测手段从纳米尺度观察裂纹萌生区域特征，包括第二相、位错滑移、夹渣对裂纹萌生的影响和作用机制，探讨与温度相关微观结构与疲劳性能构效关系。 2.根据权利要求1所述通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法，其特征在于：所述步骤S100的具体步骤如下： S101、选用实验设备； S102、确定实验方法与试件尺寸； S103、低周疲劳实验结果分析。 3.根据权利要求2所述通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法，其特征在于：所述步骤S101的具体方法是，选用低周疲劳实验机，进行应变对称加载控制并带加热炉，实验中实时记录测试数据并能保存输出。 4.根据权利要求2所述通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法，其特征在于：所述步骤S102的具体方法是，使用金属材料疲劳试验轴向应变控制方法进行低周疲劳实验，低周实验过程中加载波形为三角波，根据材料特性和试件尺寸按指定频率或应变速率来控制波形；所述试件为狗骨头型圆棒，具体尺寸根据材料属性确定，试件表面粗糙度不小于0.6。 5.根据权利要求4所述通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法，其特征在于：所述低周疲劳实验测试温度分别选择为室温、300℃及650℃，在达到指定温度后保温20min使试件内部温度达到均匀再开始实验；采取对称拉-压加载方式，应变幅范围为0.4%-1.0%，利用引申计来实时监测测试过程试件应力和应变情况，并在电脑上进行记录，每个应变幅下测试2-3个样品，测试停止条件为达到目标寿命周次停止或试件在目标周次内发生失效自动停止。 6.根据权利要求2所述通过疲劳断口微观组织分析板材性能的方法，其特征在于：所述步骤S103的具体方法是，实验完成后，对不同温度的低周实验结果数据进行分析处理，获得与温度和应变幅相关的循环响应特征曲线，分析裂纹萌生、扩展及最终断裂时循环演化特征，揭示温度对低周疲劳行为；揭示温度对低周疲劳过程的塑性演化与能量耗散分布的影响，从塑性和能量耗散角度阐述温度相关低周失效行为。