[发明专利]一种基于微观组织退化的马氏体钢的高温强度预测方法

摘要

本发明公开了一种基于微观组织退化的马氏体钢/铁素体钢的高温强度预测方法，即在高温服役条件下基于微观组织退化的高温强度预测模型。利用材料的不同强化机制对屈服强度的贡献，引入高温服役条件下材料的关键微观组织参量，计算具有高温服役损伤状态的高温屈服强度。本发明建立的基于微观组织退化的高温强度预测方法能够准确地预测长期高温服役高温结构的高温强度。将微观组织退化而导致的高温强度劣化纳入高温结构寿命的评估中，能够更进一步确保高温结构的服役安全，从而减少生命财产的损失。

主权项

1.一种基于微观组织退化的马氏体钢的高温强度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，样品制备，将待测材料加工成外形尺寸完全相同的多个蠕变试样；步骤2，将所述蠕变试样在蠕变条件下进行蠕变试验，获得多个不同蠕变损伤状态的蠕变试样，所述蠕变条件包括蠕变温度，蠕变压力，所述蠕变温度高于所述蠕变试样的熔点的0.4倍，所述蠕变压力低于所述蠕变试样的屈服强度；步骤3，对步骤2得到的所述不同蠕变损伤状态的蠕变试样进行显微测试技术表征，得到所述不同蠕变损伤状态的蠕变试样的微观组织参数，所述微观组织参数包括：θ晶粒之间的局部取向差，单位为rad；λm马氏体板条结构的平均宽度，单位为nm；Ni第i种析出相的数量密度，单位μm‑2；所述显微测试技术表征包括TEM表征方法和EBSD表征方法；步骤4，计算所述不同蠕变损伤状态的蠕变试样的屈服强度，计算过程如下：首先定义计算屈服强度的方法，其计算公式为：σy是需要计算得到的屈服强度，单位是MPa；(Ⅰ)中：τA是位错对屈服强度的贡献，单位是MPa,其中：α1是材料常数，取值范围0.2～0.5，单位为1，M是泰勒因子，取值为3，单位为1，G是剪切模量，取值为48，单位为GPa，b是伯氏矢量，取值为0.253，单位为nm，ρ是位错密度，单位为μm‑2，ρ的计算公式：其中：θ是晶粒之间的局部取向差，单位为rad；μ是EBSD测试的扫描步长，单位为nm；(Ⅰ)中：τB是障碍对屈服强度的贡献，单位是MPa,τB＝τb+τp其中：τb是晶界对屈服强度的贡献，单位为MPa，τp是析出相对屈服强度的贡献，单位为MPa。τb的计算公式：τb＝α2Gb/λm其中：α2是材料常数，取值范围2～3，单位为1；λm是马氏体板条结构的平均宽度，单位为nm；τp的计算公式：其中：N_t是多种析出相的总数量密度，单位μm^‑2；λ^e是多种析出相之间的当量平均间距，单位为nm；是多种析出相对屈服强度的当量贡献，单位为MPa；f_B是晶界和马氏体边界的析出相占总的析出相的比例，单位为1；是弥散分布于基体的析出相对屈服强度的当量贡献，单位为MPa；是分布于晶界和马氏体板条界的析出相对屈服强度的当量贡献，单位为MPa。