[发明专利]基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法

权利要求书

1.基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：基于3D打印技术的模拟应力腐蚀裂纹形态物设计和加工，具体步骤如下：

1)利用TOFD超声检测设备测得真实应力腐蚀裂纹的深度，并利用显微镜观测裂纹的长度和宽度，获得真实应力腐蚀裂纹大小的参数信息；

2)根据步骤1)中测量的真实应力腐蚀裂纹的大小和形状，设计模拟应力腐蚀裂纹形态物，并通过调整模拟应力腐蚀裂纹形态物狭缝的参数与狭缝间隙大小以控制模拟应力腐蚀裂纹区域电导率；

3)利用3D打印技术，选用合适的模拟应力腐蚀裂纹形态物材料，加工步骤2)设计的模拟应力腐蚀裂纹形态物；

步骤2：基于粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备，具体步骤如下：

1)根据所加工试件大小选取不锈钢粉末、蒸馏水、分散剂和粉末冶金用的粘合剂进行混合形成混合物，混合物中不锈钢粉末、蒸馏水、分散剂和粉末冶金用的粘合剂分别占混合物总质量的百分比为：不锈钢粉末为50％～70％、蒸馏水为25％～40％、分散剂为1％～10％、粉末冶金用的粘合剂为1％～5％，按照比例进行调配并混合均匀，之后将步骤1的步骤3)制备好的模拟应力腐蚀裂纹形态物与混合均匀的不锈钢粉末、蒸馏水、分散剂和粉末冶金用的粘合剂的混合物放入容器中，使模拟应力腐蚀裂纹形态物垂直的插入混合物中；

2)将步骤2的步骤1)准备好的装有混合物和模拟应力腐蚀裂纹形态物的容器放置于脱气真空室中，抽出真空室内的空气以去除混合物中的气泡，并使真空室中处于真空状态，保持一定时长，直到样品干燥，取出容器中的混合物压坯试样；

3)将步骤2的步骤2)制备的混合物压坯试样置于高温真空炉内，对混合物压坯试样进行脱脂和烧结；

4)对步骤2的步骤3)烧结好的混合物压坯试样进行机械加工，使预埋裂纹成为表面裂纹，最终获得所设计尺寸的目标模拟应力腐蚀裂纹试件。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法，其特征在于：步骤1的步骤2)中所述的模拟应力腐蚀裂纹形态物的材料为环氧树脂或工程塑料。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法，其特征在于：步骤2的步骤1)中所述的分散剂选用锡粉末、镍粉末或二氧化钛粉末。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法，其特征在于：步骤2的步骤1)中所述的粉末冶金用的粘合剂为丙烯酸类液态粘合剂B-1000或丙烯酸类液态粘合剂B-1022。

5.根据权利要求1所述的基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法，其特征在于：步骤2的步骤3)中所述的对混合物压坯试样进行脱脂和烧结的具体方法为：将步骤2步骤2)制备的混合物压坯试样置于高温真空炉内，采用5℃/小时的加热速率从室温加热到650～750℃，保温1～2小时进行脱脂，然后同样采用5℃/小时的加热速率从650～750℃加热到1000～1200℃，并保持1～2小时，最后采用炉冷方式降温至20～50℃，完成对压坯试样的脱脂和烧结。