[发明专利]金属部件高温蠕变性能预测的方法和装置

说明书

本申请提供一种金属部件高温蠕变性能预测的方法和装置，方法包括，采集目标材料的蠕变试验数据；拟合蠕变试验数据得到目标材料的蠕变模型；该模型反映目标材料在任意温度和应力作用下，蠕变应变随时间的变化关系；利用蠕变模型计算目标材料在不同蠕变应变下的蠕变应力‑寿命数据组(含蠕变应力、温度和蠕变断裂寿命)，基于蠕变应力‑寿命数据组拟合目标材料在不同蠕变应变下的蠕变应力‑寿命曲线；根据蠕变应力‑寿命曲线预测目标材料的高温蠕变性能。本方案利用拟合蠕变试验数据得到的不同蠕变应变下蠕变应力‑寿命曲线预测目标材料的高温蠕变性能，只需少量蠕变试验数据即可预测大多数情况下的蠕变断裂寿命，降低了检测蠕变断裂寿命的成本。

技术领域

本发明涉及金属材料高温力学性能技术领域，特别涉及一种金属部件高温蠕变性能预测的方法和装置。

背景技术

金属的蠕变，是指材料持续的应力作用下，应变随时间延长而增加的现象。并且，金属部件工作环境的温度越高，这种现象越显著。因此对于长期工作在高温环境下的金属部件，例如航空发动机的热端部件(指发动机中工作在高温环境下的部件，例如涡轮静子和转子的叶片)，蠕变损伤就成为限制部件疲劳寿命的主要原因。

所以在发动机等工作温度极高的设备的设计工作中，需要为这些设备的热端部件提供足够的蠕变断裂寿命。蠕变断裂寿命，为部件从发生蠕变到断裂所需时间。

部件的蠕变断裂寿命可以测试得到，但是部件的蠕变断裂寿命受应力，应变和温度等多种参数映像，所以通过蠕变试验测试部件的蠕变断裂寿命，所需的时间成本、物料成本和生产加工成本过高。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种金属部件高温蠕变性能预测的方法和装置，以提供一种低成本的高温蠕变性能预测方法。

本申请第一方面提供一种金属部件高温蠕变性能预测的方法，包括：

采集对目标材料进行蠕变试验得到的蠕变试验数据；

根据所述蠕变试验数据进行拟合，得到所述目标材料的蠕变模型；其中，所述目标材料的蠕变模型反映所述目标材料在任意温度和任意应力作用下，蠕变应变随时间的变化关系；

利用所述目标材料的蠕变模型，计算得到所述目标材料在不同蠕变应变下的蠕变应力-寿命数据组；其中，所述蠕变应力-寿命数据组，包括蠕变应力、温度和所述目标材料在所述蠕变应变下的蠕变断裂寿命；

基于所述目标材料在不同蠕变应变下的蠕变应力-寿命数据组进行拟合，得到所述目标材料在不同蠕变应变下的蠕变应力-寿命曲线；

根据不同蠕变应变下的所述蠕变应力-寿命曲线，预测所述目标材料的高温蠕变性能。

可选的，所述蠕变试验数据有多组，每一组所述蠕变试验数据，均包括在设定温度和设定应力下试验得到的多个所述目标材料的蠕变应变-时间数据；不同组的所述蠕变试验数据对应不同的设定温度和设定应力；

所述根据所述蠕变试验数据进行拟合，得到所述目标材料的蠕变模型，包括：

分别对每一组所述蠕变试验数据进行拟合，得到每一组所述蠕变试验数据对应的一类系数；其中，所述一类系数反映在设定温度和设定应力下所述目标材料的蠕变应变随时间的变化关系；

根据每一组所述蠕变试验数据对应的设定温度和设定应力，以及每一组所述蠕变试验数据对应的一类系数进行拟合，得到所述目标材料的二类系数；其中，所述目标材料的二类系数反映所述一类系数随温度和应力的变化关系；

基于所述目标材料的二类系数确定所述目标材料的蠕变模型。

可选的，所述根据不同蠕变应变下的所述蠕变应力-寿命曲线，预测所述目标材料的高温蠕变性能，包括：

选取塑性应变对应的所述蠕变应力-寿命曲线；