[发明专利]一种用于检测节镍型奥氏体不锈钢增材界面剥离性能的试验方法

说明书

本发明提出一种用于检测节镍型奥氏体不锈钢增材界面剥离性能的试验方法，该试验方法包括试样制备：剥离试样采用与增材母材相同或近似成分材质的节镍型不锈钢板材作为母材，并弯曲、焊接、切削试样；然后将制备好的剥离试样夹持在静力单轴试验机上，使用垫块将试样夹持端垫至厚度相等，以保持试验力同轴，对试样进行拉伸，记录试验力‑横梁位移曲线，该曲线上的最大试验力即该试样的剥离力；最后试验结果处理。解决了如何设计出一种对于金属增材界面剥离强度检测的新方法，该方法应实现界面剥离能力的定量评价，还应描述界面剥离的断裂形式技术问题，本发明可定量评价界面的剥离能力，并可通过断裂形式判断试件发生剥离时的薄弱位置。

技术领域

本发明涉及一种用于检测节镍型奥氏体不锈钢增材界面剥离性能的试验方法，属于金属材料力学性能检测技术领域。

背景技术

金属增材制造作为增材制造技术中最重要的方向之一，引起了世界各国政府、科研机构和企业的高度重视。相比于传统加工方式，具有柔性高、无模具、周期短等一系列优点，在航天航空、汽车工业、模具设计与制造、医学等领域得到了广泛应。

金属增材界面的结合能力是影响工件质量的关键因素之一。因此，有效、定量、准确的界面结合强度评价方法是指导金属增材与工艺开发的重要手段。现有对界面结合强度的评价方法，一般采用侧弯试验或剪切试验，但其均存在各种不足。首先，侧弯试验或剪切试验均不能直接反映界面的抗剥离能力；其次，对于侧弯试验，仅能定性的评价界面的抗剥离能力，当焊件不发生开裂时则无法比较他们的抗剥离能力；再次，对于剪切试验，波浪状的增材界面使得试验结果受到母材、焊材与界面的综合影响；最后，当材料发生剥离时，外力集中在界面前端很小的区域里面，造成剥离力明显小于剪切力与弯曲力。

因此，亟需提出一种对于金属增材界面剥离强度检测的新方法，该方法应实现界面剥离能力的定量评价，还应描述界面剥离的断裂形式，更应为规范金属增材行业行为提供新思路。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的如何设计出一种对于金属增材界面剥离强度检测的新方法，该方法应实现界面剥离能力的定量评价，还应描述界面剥离的断裂形式技术问题，提出一种用于检测节镍型奥氏体不锈钢增材界面剥离性能的试验方法，该方法的可定量评价界面的剥离能力，并可通过断裂形式判断试件发生剥离时的薄弱位置。

本发明提出一种用于检测节镍型奥氏体不锈钢增材界面剥离性能的试验方法，具体包括以下步骤：

(1)试样制备：

剥离试样采用节镍型奥氏体不锈钢或与其成分近似的板材作为试验母材，需检测的节镍型奥氏体不锈钢焊丝(焊条)作为试验焊材，试样制备采用先弯曲后焊接顺序，或先焊接后弯曲顺序，采用冷加工切削试样；

测量焊缝宽度c与焊缝长度d，剥离试样的弯曲半径r＝2t₂；

(2)剥离试验过程：

将制备好的剥离试样夹持在静力单轴试验机上，使用垫块将试样夹持端垫至厚度相等，以保持试验力同轴，对试样进行拉伸，记录试验力-横梁位移曲线，该曲线上的最大试验力即该试样的剥离力；

(3)试验结果处理：

记录板厚，试样制备顺序，焊缝尺寸c、d，弯曲半径r以及试验力F_p，根据强度计算公式：

根据公式计算出单个试样的剥离强度，再计算出每组多个试样强度的平均值，

采用金相法判定断裂位置，首先通过断口面“人字纹”指向判定启裂位置，其次在启裂位置处沿焊缝横截面将试样剖开，最后将断口截面附近制备成金相试样，并通过放大镜或显微镜观察判断裂纹的扩展方向，若断口面无清晰“人字纹”，则将随机检测试样3个焊缝截面上的裂纹的扩展方向。