[发明专利]一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法

说明书

本发明公开了一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法，先使用合金的测评系统，测试各种不同的合金材料，得出本构模型形态；探索合金材料的本构模型形态与不同合金的成分、含量、微观结构、工艺之间的关系获得定性规律；探索改变合金材料的成份、含量、微观结构、工艺的所有可能性，以及改变的最大界限；探索通过改变合金材料的成份、含量、微观结构、工艺时，波峰位置、形状、高度、波形类型等等所发生的相应变化，获得定性规律；将上一步定量化，即对每一影响因素构建数学模型，从而构建精准的优化系统；人为“制造”出我们想要的合金材料的本构模型形态，从而获得精准抗裂、精准变形的合金性能，获得最优材料配方。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，特别涉及一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法。

背景技术

现有技术中所有的试验方法及其评价指标，均无力鉴别合金材料的抗疲劳断裂性能的优劣，更谈不上理论化地优化材料配方。原因和难点在于合金材料的非线性大变形和多种成份组合。因此，新型超高性能的合金的研发无从得到理论化的、精准的指导。高温合金材料对我国具有战略重要性，是制约我国航空发动机的重要瓶颈。例如，我国航空发动机的涡轮后机匣铸件存在开裂与不规则变形的问题。而航空发动机的涡轮叶片的蠕变、断裂，更是世界级的难题，造成我国航空发动机大修寿命过短，严重落后于西方发达国家。

发明内容

本发明的目的为解决上述问题，公开了一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法。

为达到上述目的，本发明采用一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法，包括如下步骤：

（1）先使用合金的测评系统，测试各种不同的合金材料，计算得出各种合金材料的本构模型形态；

（2）在大量的不同型号的合金试验的基础上，探索合金材料的本构模型形态与不同合金的成分、含量、微观结构、工艺之间的关系，即各个波峰位置、形状与各个成分的对应关系，波峰高度与含量的对应关系，波形与微观结构、工艺的对应关系等等，获得定性规律；

（3）探索改变合金材料的成份、含量、微观结构、工艺的所有可能性，以及改变的最大界限；

（4）探索通过改变合金材料的成份、含量、微观结构、工艺时，波峰位置、形状、高度、波形类型等等所发生的相应变化，获得定性规律；

（5）在对大量试验进行统计分析的基础上，将第4步定量化，即对每一影响因素构建数学模型，从而构建精准的优化系统；

（6）依据这一优化系统，比照实际使用中的工况，通过改变合金材料的成份、含量、微观结构、工艺，人为“制造”出我们想要的合金材料的本构模型形态，即“制造”出各个波峰位置、形状、高度、波形类型等，从而获得精准抗裂、精准变形的合金性能，获得最优材料配方。

本发明公开的一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法，所述的合金材料的本构模型形态是通过在超过合金显著蠕变温度下选取几个不同高温水平，和与之对应的几个合适的、不同的加载速率，以获得合金试件的完整的本构模型，并依此大量测试各种不同型号的合金试件获得的。

本发明公开的一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法，所述的合金材料的测试采用MTS试验机。

本发明的有益效果：

1、本发明公开的一种延展性、多成分材料的抗裂与精准变形优化方法能够理论化地、精准地、定量地揭示出如何通过精确地改变合金材料的成分与配比，以及制造工艺等；

2、通过本发明的方法能够研发出使用条件下不易疲劳断裂的长寿命合金材料；

3、精确地使合金材料的变形特征达到我们想要的特定状态，从而实现合金的抗变形、精准变形性能，并提出了具体的实现途径；