[发明专利]一种面向金属基材构筑成形的界面愈合性能评价方法

说明书

本发明公开了一种面向金属基材构筑成形的基材界面愈合性能评价方法，在基材界面愈合性能评价中，系统的从宏观、微观、材料学、力学角度入手来评价基材间的界面愈合性能，首先用超声探伤法检测2mm以上的宏观缺陷；然后制作过界面愈合处的剖面试样，用扫描电镜观察界面愈合处的微观形貌；然后制作金相试样，腐蚀后观察金相组织并寻找界面分界线；最后制作包含界面愈合处的拉伸试样，检测其力学性能，从以上四方面综合评定构筑成形后的基材界面愈合性能。本发明提出了面向金属基材构筑成形的一种全面的、成体系的界面愈合性能评价方法，为检测金属基材构筑成形效果提供了可靠的依据。

技术领域

本发明属于金属基材构筑成形技术领域，具体为一种面向金属基材构筑成形的基材界面愈合性能评价方法。

背景技术

大锻件是重大装备的核心部件，当前大锻件主要应用于核电站支撑环、核电压力容器筒体、大口径压力管等。金属基材构筑成形技术是中国科学院金属研究所提出的一项变革性技术，避免了以往由大铸锭制备大锻件中因铸锭尺寸效应造成的冶金缺陷问题。金属基材构筑成形技术以小型均质化铸坯为单元，经过表面加工、清洁组坯、真空封装、高温形变等过程，获得超厚尺度均质化大锻坯，经过后续锻造及热处理后制造成均质化、高质量的大锻件。在金属基材构筑成形完成后，基材间的界面愈合性能评价能检验基材间的愈合效果，这对构筑成形后大锻件的后续工程安全应用具有重要意义。

对于金属基材构筑成形后的基材界面愈合性能评价方面，最常用的手段是观察界面附近的晶粒组织，根据组织间是否有明显界限来评价基材的愈合状态。该评价方法过于单一，不够全面。因构筑成形技术是一个新技术，所以在金属基材构筑成形后的基材界面愈合性能评价方面还未建立起一种体系化的评价手段，因此对于金属基材构筑成形来说，当前急需一种成体系的、可靠的基材界面愈合性能评价方法。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种成体系的、可靠的面向金属基材构筑成形的基材界面愈合性能评价方法。

为了实现上述目的，本发明的基本思路如下：在基材界面愈合性能评价中，系统的从宏观、微观、材料学、力学角度入手来评价基材间的界面愈合性能，首先用超声探伤法检测2mm以上的宏观缺陷；然后制作过界面愈合处的剖面试样，用扫描电镜观察界面愈合处的微观形貌；然后制作金相试样，腐蚀后观察金相组织并寻找界面分界线；最后制作包含界面愈合处的拉伸试样，检测其力学性能，从以上四方面综合评定构筑成形后的基材界面愈合性能。

本发明采用的技术方案如下：

一种面向金属基材构筑成形的基材界面愈合性能评价方法，包括以下步骤：

第一步，超声探伤探测宏观缺陷

在超声探伤前，将构筑成形获取的基材的上下表面的氧化皮去除掉，并采用铣削加工方式将上下表面铣平，降低对超声探伤带来的影响。用超声探伤设备的探头以一定的路径覆盖全部待检测表面，探测尺寸超过2mm以上的线、不规则面的宏观愈合缺陷。

第二步，制作剖面观察界面微观缺陷

用线切割方式将构筑成形后的基材进行切割，取不同位置的包含愈合界面的剖面试样，将剖面试样制备成热镶嵌试样，分别用400#、800#、1200#、2000#砂纸打磨热镶嵌试样，然后在研抛机上抛光至无划痕状态，用去离子水冲洗抛光后的热镶嵌试样，最后用高压气枪吹干。用扫描电镜观察试样，寻找界面以及界面附近的微观愈合缺陷。

所述的剖面试样包含构筑基材间的愈合界面，剖面试样选取于构筑成形后基材的不同界面愈合位置，确保剖面试样选取的代表性。

第三步，制作金相观察材料晶粒

热镶嵌试样经打磨、抛光、清洗后，再放入腐蚀液中腐蚀20～30秒，取出后用去离子水冲净，用奥林巴斯显微镜观察愈合界面处的材料晶粒大小及排布方式，观察是否存在明显的晶粒界限。