[发明专利]非均匀组织焊接接头低周疲劳过程中分区应变测试方法

说明书

本发明提供了一种非均匀组织焊接接头低周疲劳过程中分区应变测试方法，包括如下步骤：在设定应变值条件下对试样进行低周疲劳性能测试，将断裂后的试样进行腐蚀观察，判断断裂位置，并分析得出试样的应变疲劳寿命以及材料属性；在相同备选试样上采用显微硬度点标记原始位置；将标记后的试样进行静态拉伸测试；将静态拉伸测试后的试样进行表面腐蚀，找出硬度标记点所对应的分区，分析得到组织分区所产生的塑性应变量；对试样各组织分区低周疲劳测试中所获得的塑性应变和总应变进行修正，得到各组织分区实际应变；根据试样各组织分区实际应变以及断裂位置，求出断裂位置处的实际应变和寿命；设定不同应变值，重复上述步骤，得到实际应变‑寿命关系。

技术领域

本发明涉及焊接接头非均匀组织低周疲劳测试领域，具体地涉及一种非均匀组织焊接接头低周疲劳过程中分区应变测试方法。

背景技术

现行低周疲劳测试标准GB-T 15248-2008《金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法》中，仅仅对均匀材料的低周疲劳性能测试方法提出了明确要求。而对于焊接接头的低周疲劳性能测试一般也参照该标执行。焊接接头，尤其厚板焊接接头，整个测试范围由母材、热影响区及焊缝内复杂组织构成，组织不同导致各分区域内硬度和强度不同。焊接接头低周疲劳性能测试依靠控制应变量来完成，此应变量为引伸计量程部分所有组织发生的总应变量的平均值。然而焊接接头由于其各分区组织的不均匀性和尺寸的不一致性，导致整个接头某些分区实际应变高于加载应变而发生断裂，这为合理测量接头疲劳性能带来较大困难。

针对厚板窄间隙焊接接头低周疲劳性能测试，组织不均匀性主要表现在热影响区粗晶区、细晶区及两相区尺寸不均匀，焊缝内柱状晶尺寸及生长方向不均匀，而低周疲劳测量时采用的引伸计夹持量程同样包含以上非均匀区域。因此，在测量一定应变值的疲劳寿命时，分区组织出现“高应变”和“低应变”疲劳现象，使得实际应变高于设定应变发生过载，从而发生断裂失效。如果能够采用适当方法，求出在低周疲劳测试过程中各分区实际产生应变，结合所发生的断裂位置，进而得出断裂位置处的实际应变和寿命，从而获得实际的应变寿命关系。

申请号为201810239147.4的专利申请公开了一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法，属于材料与构件疲劳性能测试技术领域。本发明通过微观组织和高周疲劳实验，分析蠕墨铸铁的高周疲劳损伤机制，建立蠕墨铸铁微观组织与疲劳强度的定量关系。本发明不仅能有效预测蠕墨铸铁的疲劳强度，可能适用于灰铸铁和金属基复合材料，同时，可以明显降低常规疲劳强度测定所需的实验量，试验过程更加简单、快捷，明显节约了时间、降低人力和物力成本，此方法没有根据材料组织分区进行疲劳应变的修正，得到的数据准确性有待进一步提高。

鉴于以上分析，本项目针对焊接接头非均匀组织低周疲劳性能评估时，提出了一种非均匀组织焊接接头低周疲劳过程中分区应变测试方法，该方法能够求出非均匀组织在实际低周疲劳测试时各分组织实际产生的应变，再结合疲劳寿命，从而准确评定焊接接头应变-寿命关系，进而对不同应变幅值下寿命进行准确预测。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种非均匀组织焊接接头低周疲劳过程中分区应变测试方法。

根据本发明提供的一种非均匀组织焊接接头低周疲劳过程中分区应变测试方法，包括如下步骤：

步骤1：根据焊接接头尺寸和低周疲劳试验标准，加工低周疲劳试样；选取引伸计标距，在设定应变值条件下对低周疲劳试样进行初始低周疲劳性能测试，将断裂后的低周疲劳试样进行腐蚀观察，结合焊接接头的金相组织，判断断裂位置，并分析得出低周疲劳试样的弹性应变、塑性应变、总应变、疲劳寿命以及材料属性；

步骤2：根据低周疲劳试样组织分区组织，在相同备选低周疲劳试样上采用显微硬度点标记原始位置，并确保所有硬度点在同一条直线上，在显微镜下测量并记录相邻两个硬度标记点之间的距离；