[发明专利]一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法

权利要求书

1.一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取样：从高温部件的蠕变损伤待评估部位中提取方形棒，作为试样；

(2)刻槽：在试样的评估位置利用专用拉槽机加工V型缺口，得到刻槽试样，该V型缺口的槽底尖锐；

(3)冷却：刻槽完成后，将刻槽试样通过超声清洗表面油污、灰尘和切削屑，达到洁净要求后，将该刻槽试样浸入装有冷却介质的低温槽中冷却；

(4)冲断：将完成冷却的低温刻槽试样快速转移至试验机的两个支座或砧座之间，用摆锤一次冲击试样至试样断裂，得到断裂试样并记录冲击吸收功；冲击时，刻槽试样的V型缺口背向冲击面，V型缺口中心线与摆锤刀刃对齐；

(5)观察：对完成冲断的断裂试样进行扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)断口分析，用于评估蠕变损伤，在扫描电镜下观察并记录蠕变损伤情况，并通过能谱仪获得孔洞颗粒和碳化物的化学成分信息。

2.如权利要求1所述的一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的试样为横截面尺寸为10mm×3～12mm、长度为55mm的方形棒。

3.如权利要求2所述的一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的V型缺口的深度为0.5mm～2mm。

4.如权利要求3所述的一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法，其特征在于，步骤(2)中，试样刻槽过程中，应使由于过热或冷加工硬化而改变试样材料性能的影响降至最小；

同时，试样上所做的标记应远离V型缺口，不应标在试样与支座、砧座或摆锤刀刃接触的面上，标记应避免塑性变形和表面不连续性对试样断裂的影响。

5.如权利要求1、2或4所述的一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法，其特征在于，步骤(3)中，刻槽试样冷却时，低温槽中需设置网栅，试样放置于网栅，网栅至少高于低温槽底部20mm；

冷却介质浸没试样的高度至少为20mm，刻槽试样至低温槽侧壁的距离至少15mm；冷却过程中，应连续均匀搅拌冷却介质使温度均匀；

刻槽试样在冷却介质的浸没时间至少为5min，冷却介质的温度变化区间应在规定范围的±1℃内，冷却介质的温度测定位置需位于刻槽试样中间处；

冷却完成后，需通过转移装置对低温试样进行转移，转移时，转移装置与低温试样接触位置应当与试样一同冷却；

低温槽中的冷却介质温度需低于试样的韧脆转变温度，所述冷却介质为酒精或液氮。

6.如权利要求5所述的一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法，其特征在于，步骤(4)中，低温试样从低温槽中移出至冲断的时间应在5s内，对于低温试样从低温槽中移出至冲断的时间不能满足要求时，应考虑采用过冷或过热试样的方法补偿温度损失；

冲断后的低温断裂试样应立即放入酒精中，以防止裂缝表面凝结和生锈，自酒精中取出后，应小心干燥试样的断裂表面，随后将其存放在干燥器中，留待进行步骤(5)的观察分析。

7.如权利要求6所述的一种基于低温破断断口评估高温蠕变损伤的方法，其特征在于，步骤(5)中，扫描电镜倍率不低于500倍，通过扫描电镜观察并记录蠕变损伤情况，包括空化晶界、晶间分离和解理面等，通过能谱仪获得孔洞颗粒和碳化物的化学成分信息。