[发明专利]基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法

摘要

基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法，首先设计模拟应力腐蚀裂纹形态并利用3D打印技术进行加工，然后将加工好的模拟应力腐蚀裂纹形态物和不锈钢金属粉末、分散剂、蒸馏水、粘接剂的混合物放入容器，将该容器放置于真空室并在真空状态下静置，直到混合物干燥形成压坯试样，取出容器中的压坯试样放置于真空炉内进行脱脂和烧结，对烧结好的试样进行机械加工，获得具有最终目标尺寸和表面裂纹的模拟应力腐蚀裂纹试件；本发明方法制备的模拟试件可以对形状复杂、制备困难的应力腐蚀裂纹试件进行有效替代，具有操作简单易实现，费用低廉，裂纹大小和电导率可调控的优点，可以广泛应用于应力腐蚀裂纹定量涡流检测能力认证制度中。

主权项

1.基于3D打印和粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：基于3D打印技术的模拟应力腐蚀裂纹形态物设计和加工，具体步骤如下：1)利用TOFD超声检测设备测得真实应力腐蚀裂纹的深度，并利用显微镜观测裂纹的长度和宽度，获得真实应力腐蚀裂纹大小的参数信息；2)根据步骤1)中测量的真实应力腐蚀裂纹的大小和形状，设计模拟应力腐蚀裂纹形态物，并通过调整模拟应力腐蚀裂纹形态物狭缝的参数与狭缝间隙大小以控制模拟应力腐蚀裂纹区域电导率；3)利用3D打印技术，选用合适的模拟应力腐蚀裂纹形态物材料，加工步骤2)设计的模拟应力腐蚀裂纹形态物；步骤2：基于粉末冶金技术的模拟应力腐蚀裂纹制备，具体步骤如下：1)根据所加工试件大小选取不锈钢粉末、蒸馏水、分散剂和粉末冶金用的粘合剂进行混合形成混合物，混合物中不锈钢粉末、蒸馏水、分散剂和粉末冶金用的粘合剂分别占混合物总质量的百分比为：不锈钢粉末为50％～70％、蒸馏水为25％～40％、分散剂为1％～10％、粉末冶金用的粘合剂为1％～5％，按照比例进行调配并混合均匀，之后将步骤1的步骤3)制备好的模拟应力腐蚀裂纹形态物与混合均匀的不锈钢粉末、蒸馏水、分散剂和粉末冶金用的粘合剂的混合物放入容器中，使模拟应力腐蚀裂纹形态物垂直的插入混合物中；2)将步骤2的步骤1)准备好的装有混合物和模拟应力腐蚀裂纹形态物的容器放置于脱气真空室中，抽出真空室内的空气以去除混合物中的气泡，并使真空室中处于真空状态，保持一定时长，直到样品干燥，取出容器中的混合物压坯试样；3)将步骤2的步骤2)制备的混合物压坯试样置于高温真空炉内，对混合物压坯试样进行脱脂和烧结；4)对步骤2的步骤3)烧结好的混合物压坯试样进行机械加工，使预埋裂纹成为表面裂纹，最终获得所设计尺寸的目标模拟应力腐蚀裂纹试件。