[发明专利]一种快速预测Ni3Al强化型合金长期热暴露态抗拉强度的方法及系统

说明书

本发明提供一种快速预测Ni3Al强化型合金长期热暴露态抗拉强度的方法及系统，设计合理，实施方便，检测快速高效，能够满足现在的测试需求。其包括，根据预先建立的热暴露温度、时间、Ni3Al相平均直径及抗拉强度的本征关系，选择与目标试样具有相同Ni3Al相平均直径的替代试样，开展室温或高温拉伸试验，获得的替代试样的抗拉强度作为目标试样的抗拉强度，实现对长期热暴露态抗拉强度的快速预测；其中，目标试样为在较低温度下长期热暴露的试样，替代试样的热暴露温度比目标试样的温度高，热暴露的时间短。

技术领域

本发明涉及金属材料热处理及力学性能技术领域，具体为一种快速预测Ni3Al强化型合金长期热暴露态抗拉强度的方法及系统。

背景技术

抗拉强度是金属由均匀塑性形变向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。由于抗拉强度代表实际机件在静拉伸条件下的最大承载能力，且易于测定，重现性好，所以是工程上金属材料的重要力学性能标志之一，广泛用作产品规格说明或质量控制指标。对于电站用金属材料而言，长期热暴露后的抗拉强度在很大程度上可以用于表征材料力学性能及组织的稳定性。

众所周知，获得某温度、长期热暴露条件下抗拉强度最直接有效的方式是在该温度下，对合金试样进行上述时间条件下的热暴露实验，然后按照相关标准制备样品并开展拉伸性能测试。虽然热暴露实验及拉伸实验本身并不复杂，但受时间限制，需要经过很长一段时间后才能获取相关性能，这极大的增加了新材料开发的时间成本。目前对经长期热暴露后试样抗拉强度的测定均依靠大量的长时间试验，这在很大程度上延长了材料开发的周期。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种快速预测Ni3Al强化型合金长期热暴露态抗拉强度的方法及系统，设计合理，实施方便，检测快速高效，能够满足现在的测试需求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种快速预测Ni3Al强化型合金长期热暴露态抗拉强度的方法，包括，

根据预先建立的热暴露温度、时间、Ni3Al相平均直径及抗拉强度的本征关系，选择与目标试样具有相同Ni3Al相平均直径的替代试样，开展室温或高温拉伸试验，获得的替代试样的抗拉强度作为目标试样的抗拉强度，实现对长期热暴露态抗拉强度的快速预测；

其中，目标试样为在较低温度下长期热暴露的试样，替代试样的热暴露温度比目标试样的温度高，热暴露的时间短。

优选的，预先建立的热暴露温度、时间、Ni3Al相平均直径及抗拉强度的本征关系的步骤如下，

步骤1，在700℃及以上且低于Ni3Al相析出温度50℃的温度范围内，对合金试样开展长期热暴露试验，待合金试验结束后空冷至室温取出，得到热暴露态合金试样；

步骤2，对热暴露态合金试样中Ni3Al相进行扫描或透射电镜拍照，测量并统计Ni3Al相平均直径；

步骤3，利用拉森-米勒方法，建立热暴露时间t、温度T及Ni3Al相平均直径三者之间的关联模型；

步骤4，根据关联模型计算不同热暴露温度条件下，获得相同的Ni3Al相平均直径值时需要的热暴露时间；其中，较高温度的替代试样对应的时间较短，较低温度的目标试样对应的时间较长；得到热暴露温度、时间、Ni3Al相平均直径及抗拉强度的本征关系。

进一步，建立热暴露时间t、温度T及Ni3Al相平均直径三者之间的关联模型如下，

式中，a₀，a₁，…，a_n为多项式系数，C为公式中的常数项，根据最小二乘法拟合获取；n小于等于3。

进一步，统计Ni3Al相平均直径时所用扫描或透射电镜照片数不少于5张，Ni3Al相颗粒数量不少于500个。