[发明专利]一种材料亚表面加工损伤层厚度的评估方法

权利要求书

1.一种材料亚表面加工损伤层厚度的评估方法，其基于压痕试验，通过对不同载荷作用下压头产生的位移变化规律进行亚表面损伤层厚度的评估；其特征在于：其包括如下步骤：

(1)设定压痕载荷：以45μN为起始载荷，以50～200μN为增加量，设定若干个载荷，载荷的终点为1500μN；

(2)进行压痕试验：在材料样品上进行压痕试验，根据所设定的载荷从小至大依次进行加载-卸载试验；记录每个载荷加载-卸载试验中压头产生的最大位移值并进行比较；当所选载荷加载-卸载试验产生的最大位移值较上一载荷加载-卸载试验产生的最大位移值增大量大于50％时，停止压痕试验，则所选载荷所产生的最大位移值为亚表面损伤层厚度评估值；若未出现所选载荷加载-卸载试验产生的最大位移值较上一载荷加载-卸载试验产生的最大位移值增大量大于50％，则进行步骤(3)；

(3)以1μN为起始载荷、2～5μN为增加量设定若干载荷，载荷终点为45μN；在材料样品上进行压痕试验，根据所设定的载荷从小至大依次进行加载-卸载试验；记录每个载荷加载-卸载试验中压头产生的最大位移值并进行比较；当所选载荷加载-卸载试验产生的最大位移值较上一载荷加载-卸载试验产生的最大位移值增大量大于50％时，停止压痕试验，所选载荷所产生的最大位移值为亚表面损伤层厚度评估值；若未出现所选载荷加载-卸载试验产生的最大位移值较上一载荷加载-卸载试验产生的最大位移值增大量大于50％，则进行步骤(4)；

(4)以1500μN为起始载荷、50～200μN为增加量设定载荷，在材料样品上进行压痕试验，根据所设定的载荷从小至大依次进行加载-卸载试验；记录每个载荷加载-卸载试验中压头产生的最大位移值并进行比较；直到所选载荷加载-卸载试验产生的最大位移值较上一载荷加载-卸载试验产生的最大位移值增大量大于50％时停止压痕试验，所选载荷所产生的最大位移值为亚表面损伤层厚度评估值。

2.根据权利要求1所述的一种材料亚表面加工损伤层厚度的评估方法，其特征在于：其材料样品的表面粗糙度为Ra50nm～400nm。

3.根据权利要求1所述的一种材料亚表面加工损伤层厚度的评估方法，其特征在于：所述步骤(2)和步骤(4)中载荷增加量为50μN、75μN、100μN、150μN、200μN。

4.根据权利要求1所述的一种材料亚表面加工损伤层厚度的评估方法，其特征在于：所述步骤(3)中载荷增加量为2μN、3μN、4μN、5μN。

5.如权利要求1所述的一种材料亚表面加工损伤层厚度的评估方法，其特征在于：其还包括：精确亚表面损伤层厚度评估值的步骤，其具体过程为：

(1)最大位移值为亚表面损伤层厚度评估值的载荷记为X_max，X_max的前一个载荷记为X_max-1，在X_max和X_max-1之间设定若干载荷，以Xmax_-1为始点载荷，载荷的增加量为0.1μN～1/2(X_max-X_max-1)，终点载荷为X_max，根据所设定的载荷从小至大依次进行加载-卸载试验；记录每个载荷加载-卸载试验中压头产生的最大位移值并进行比较；当所选载荷加载-卸载试验产生的最大位移值较上一载荷加载-卸载试验产生的最大位移值增大量大于50％时，停止压痕试验，则所选载荷所产生的最大位移值为亚表面损伤层厚度评估值；

(2)若需获得更为准确的亚表面损伤层厚度评估值；重复上述步骤(1)并减小载荷增加量的取值范围。