专利汇可以提供材料微区断裂韧性的试验方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种材料微区 断裂韧性 的试验方法,包括:制备超薄单边缺口拉伸试样,在原位拉伸试验机上进行多次加载和降载的操作,通过扫描电镜原位试验机记录试验 载荷 Fi、裂纹长度ai和缺口张开位移vi,对脆性材料计算Ki值,对韧性材料计算Ji值,通过绘制表征裂纹扩展断裂抗 力 的K-a曲线或J-R曲线获得用于表征微试样断裂韧性的 应力 强度因子K或J积分。本发明通过采用超薄单边缺口夹持拉伸试样(SENT试样)对金属材料微区的断裂韧性进行测量,解决了传统标准大试样无法实现超薄构件和精确微区的断裂韧性测量问题,具有裂纹尖端 定位 精确、尺寸测量准确度高的特点。,下面是材料微区断裂韧性的试验方法专利的具体信息内容。
1.材料微区断裂韧性的试验方法,其特征在于,包括:制备超薄单边缺口拉伸试样,在原位拉伸试验机上进行多次加载和降载的操作,通过扫描电镜原位试验机记录试验载荷Fi、裂纹长度ai和缺口张开位移vi,对脆性材料计算Ki值,对韧性材料计算Ji值,通过绘制表征裂纹扩展断裂抗力的K-a曲线或J-R曲线获得用于表征微试样断裂韧性的应力强度因子K或J积分。
2.根据权利要求1所述的材料微区断裂韧性的试验方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤1、对测试材料标准试样进行拉伸试验,获得材料的拉伸力学性能,包括应力-应变曲线、弹性模量、屈服强度、抗拉强度、延伸率、收缩率、判断材料为韧性材料或者脆性材料;
步骤2、制备超薄单边缺口拉伸试样,选定裂纹扩展的预定位置和方向进行线切割,在疲劳试验机上预制疲劳裂纹;
步骤3、对超薄单边缺口微试样表面进行打磨、抛光和腐蚀,测量试样的厚度B、宽度W;
步骤4、在原位拉伸试验台上夹持试样,放至扫描电镜后抽真空,观察预制疲劳裂纹尖端是否位于预定测试位置;
步骤5、通过扫描电镜测量初始裂纹长度a0,采用位移控制对试样进行缓慢单调加载,加载到裂纹有小幅扩展时停止,记录当前力值F(i),并测量扩展后的裂纹长度a(i),对裂纹尖端的微观变化进行观察和扫描电镜拍照记录,然后卸载,测量塑性缺口张开位移vp(i),再继续单调加载;
步骤6、在拉伸载荷达到最大值之前重复步骤5,采集的数据点不少于6个;
步骤7、对采集的所有a(i)、P(i)和vp(i)数据计算断裂韧度;
步骤8、使用绘图软件绘制散点图。
3.根据权利要求2所述的材料微区断裂韧性的试验方法,其特征在于,步骤1中检测材料为韧性材料,步骤7则计算J(i)值,步骤8拟合J(i)-a(i)阻力曲线,并按照幂律函数y=axb拟合即得到J-R裂纹扩展阻力曲线。
4.根据权利要求2所述的材料微区断裂韧性的试验方法,其特征在于,步骤1中检测材料为脆性材料,步骤7则计算K(i)值,步骤8拟合K(i)-a(i)曲线,取Δa/a=2%偏置线对应的应力强度因子作为KQ。
5.根据权利要求3或4所述的材料微区断裂韧性的试验方法,其特征在于,步骤2制备超薄单边缺口拉伸试样,以预制裂纹尖端为中心,将标准试样切割成厚度为0.5~1mm,宽度为
2~4mm的超薄拉伸微试样,并使微试样内剩余的预裂纹长度与微试样宽度的比值在0.45~
0.55范围内。
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