[发明专利]一种基于微观组织退化的马氏体钢的高温强度预测方法有效
申请号: | 201810858308.8 | 申请日: | 2018-07-31 |
公开(公告)号: | CN109002628B | 公开(公告)日: | 2022-10-21 |
发明(设计)人: | 徐连勇;肖博;赵雷;荆洪阳;韩永典 | 申请(专利权)人: | 天津大学 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;G06F119/04;G06F119/08 |
代理公司: | 天津创智睿诚知识产权代理有限公司 12251 | 代理人: | 李程 |
地址: | 300072*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 微观 组织 退化 马氏体 高温 强度 预测 方法 | ||
1.一种基于微观组织退化的马氏体钢的高温强度预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,样品制备,将待测材料加工成外形尺寸完全相同的多个蠕变试样;
步骤2,将所述蠕变试样在蠕变条件下进行蠕变试验,获得多个不同蠕变损伤状态的蠕变试样,所述蠕变条件包括蠕变温度,蠕变压力,所述蠕变温度高于所述蠕变试样的熔点的0.4倍,所述蠕变压力低于所述蠕变试样的屈服强度;
步骤3,对步骤2得到的所述不同蠕变损伤状态的蠕变试样进行显微测试技术表征,得到所述不同蠕变损伤状态的蠕变试样的微观组织参数,所述微观组织参数包括:θ晶粒之间的局部取向差,单位为rad;λm马氏体板条结构的平均宽度,单位为nm;Ni第i种析出相的数量密度,单位μm-2;所述显微测试技术表征包括TEM表征方法和EBSD表征方法;
步骤4,计算所述不同蠕变损伤状态的蠕变试样的屈服强度,计算过程如下:
首先定义计算屈服强度的方法,其计算公式为:
σy是需要计算得到的屈服强度,单位是MPa;
(Ⅰ)中:τA是位错对屈服强度的贡献,单位是MPa,
其中:α1是材料常数,取值范围0.2~0.5,单位为1,M是泰勒因子,取值为3,单位为1,G是剪切模量,取值为48,单位为GPa,b是伯氏矢量,取值为0.253,单位为nm,ρ是位错密度,单位为μm-2,ρ的计算公式:
其中:θ是晶粒之间的局部取向差,单位为rad;μ是EBSD测试的扫描步长,单位为nm;
(Ⅰ)中:τB是障碍对屈服强度的贡献,单位是MPa,
τB=τb+τp
其中:τb是晶界对屈服强度的贡献,单位为MPa,τp是析出相对屈服强度的贡献,单位为MPa, τb的计算公式:
τb=α2Gb/λm
其中:α2是材料常数,取值范围2~3,单位为1;λm是马氏体板条结构的平均宽度,单位为nm;τp的计算公式:
其中:Nt是多种析出相的总数量密度,单位μm-2;λe是多种析出相之间的当量平均间距,单位为nm;是多种析出相对屈服强度的当量贡献,单位为MPa;fB是晶界和马氏体边界的析出相占总的析出相的比例,单位为1;是弥散分布于基体的析出相对屈服强度的当量贡献,单位为MPa;是分布于晶界和马氏体板条界的析出相对屈服强度的当量贡献,单位为MPa。
2.根据权利要求1所述的一种基于微观组织退化的马氏体钢的高温强度预测方法,其特征在于,不同蠕变损伤状态的蠕变试样的局部取向差θ由EBSD测试手段表征获得;不同蠕变损伤状态的蠕变试样的马氏体板条结构的平均宽度λm由TEM测试手段表征获得;Ni是第i种析出相的数量密度,由TEM测试手段表征获得。
3.根据权利要求1所述的一种基于微观组织退化的马氏体钢的高温强度预测方法,其特征在于,是弥散分布于基体的析出相对屈服强度的当量贡献,包括:富铜析出相对屈服强度的当量贡献和MX碳氮化物析出相对屈服强度的当量贡献,单位为MPa;是分布于晶界和马氏体板条界的析出相对屈服强度的当量贡献,包括:Laves相对屈服强度的当量贡献和M23C6碳化物对屈服强度的当量贡献,单位为MPa。
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