一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法，得到材料的应力应变曲线，被测材料组织的弹塑性行关系下式：其中E为弹性模量，σ

【技术实现步骤摘要】
一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法
本专利技术公开了一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法，所表征的力学性能参数包括弹性模量、屈服强度以及加工硬化系数，得到材料的应力应变曲线，属于材料力学性能检测

技术介绍
当前，人口、资源和环境成为世界面临的三大问题。随着经济社会的高速发展和科学技术水平的提高，我国对能源的需求越来越大。而石油天然气是当今世界主要的能源，与快速增长的能源需求矛盾的是，在经过多年的开采之后，陆上石油天然气资源逐渐枯竭，开发利用难度加大且受到很强的环境制约，而海洋油气资源储量丰富且处于开发利用的初期，因此，随着海洋油气资源开发利用技术走向成熟，油气的勘探与开采逐渐走向海洋。海洋平台长期在海上工作，平台导管架在海上风浪及深水低温等恶劣的环境下，金属材料极易产生裂纹，裂纹的产生严重影响平台的安全性，且进行维修的成本十分高昂。金属材料的组织不均匀性会显著影响金属的力学性能，尤其是韧性，且随着金属材料板厚的增加，金属材料的韧性呈现出明显恶化的趋势，组织不均匀和厚壁结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法，其特征是得到材料的应力应变曲线，包括如下步骤：/n1)被测材料组织的弹塑性行为满足如下关系：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于仪器化压痕试验的材料微区多相组织力学性能表征的方法，其特征是得到材料的应力应变曲线，包括如下步骤：
1)被测材料组织的弹塑性行为满足如下关系：



其中E为弹性模量，σy为屈服强度，n为加工硬化系数，σ为总应力，ε为总应变，εp为塑性应变，塑性应变定义为总应变ε中除去屈服应变εy的部分，如下式：εp＝ε-εy；
2)当式1-1中弹性模量、屈服强度和加工硬化系数确定后，被测材料组织的应力应变行为确定，得到被测材料组织的应力应变曲线。


2.如权利要求1所述的方法，其特征是求解被测材料组织的简约弹性模量Er和弹性模量E，计算方法如下：






其中Ei和νi分别是金刚石压头的弹性模量和泊松比，ν是被测材料组织的泊松比；各组织的仪器化压痕名义硬度值H可通过下式求得：
其中Pmax是最大压入载荷，AC是压头接触面积函数；
用熔融石英对压头接触面积函数进行测试，压痕深度范围为1-1000nm，测得接触面积函数Ac为：



在本试验中，该面积函数是在一个较大的压入深度范围内得到的，因此根据玻氏压头的压头形状，取值为C0＝24.56，C1＝-5246，C2＝290362，C3＝-2384536，C4＝5261354，C5＝-3156731；
hc有效压入深度，计算如下：



hmax是最大压入深度，S是用卸载曲线上半段测得的接触刚度，δ是一个与压头几何形状有关的参数，对于玻氏压头，该常数值为0.75；
在一个典型的仪器化压痕试验的压入载荷-压入深度曲线中的加载曲线表示为P＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：许全军，龚宝明，刘秀国，邓彩艳，刘永，高志伟，曾超，高远，张承泽，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12