申请/专利权人：山东省分析测试中心

申请日：2024-01-17

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117890431A

主分类号：G01N25/72

分类号：G01N25/72;G06F30/23

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：一种大型金属构件淬火开裂失效分析与风险评估方法，包括：在金属构件截取样本；进行淬火试验，记录发生开裂及开裂的工艺条件；对裂纹源位置的夹杂物、偏析缺陷的微观组织、形貌、化学成分进行分析；测量裂纹源位置夹杂物、偏析缺陷的尺寸；建立工艺条件与缺陷尺寸的关联性量化关系；截取金相截面试样，测量夹杂物尺寸；利用统计极值方法，获得金属构件近表面结构中最大缺陷尺寸；依据开裂临界条件对应关系及对近表面结构中最大缺陷的定量评价，建立定量风险评估模型，指导淬火工艺参数选择。本发明不仅可以对金属构件因内部缺陷造成的淬火开裂提供有效风险评估，帮助制定热处理工艺，减少经济损失，而且具有重要的实际应用价值，值得业界推广使用。

主权项：1.一种大型金属构件淬火开裂失效分析与风险评估方法，其特征在于，所述大型金属构件淬火开裂失效分析与风险评估方法，包括：执行步骤S1：在金属构件的取样区截取预设数量的块状材料平行样本，每个样本的尺寸不小于15mm×15mm×15mm；执行步骤S2：将截取的材料样本进行淬火试验，淬火条件包括淬火加热温度T、淬火保温时间t、淬火冷却速率R，记录样本在淬火过程后是否发生开裂，以及各平行样本发生淬火开裂的工艺条件，以获得材料样本的临界淬火条件；执行步骤S3：针对完成淬火试验并最终开裂的材料样本，对其裂纹源位置的夹杂物、偏析缺陷的微观组织、形貌、化学成分进行对比解剖分析；执行步骤S4：分别测量各个平行样本中，淬火开裂的裂纹源位置夹杂物、偏析缺陷的尺寸，记为Li，其中i＝1，2，3…n；分别表示各个平行样本；执行步骤S5：根据试验数据，建立造成淬火开裂的工艺条件与缺陷尺寸的关联性量化关系，FT＝fLi1-1Ft＝fLi1-2FR＝fLi1-3；执行步骤S6：利用有限元分析方法建立含有内部缺陷的金属构件的三维模型，在不同特征缺陷对应的开裂淬火条件下，分析金属构件的温度场、应力场变化情况，并对公式1-1、公式1-2、公式1-3，在金属构件中的应用进行修正，获得淬火工艺的临界条件，即恰好引起淬火开裂的阈值，F′T＝f′Li2-1F′t＝f′Li2-2F′R＝f′Li2-3；执行步骤S7：截取m个金相截面试样，其中m≥5，磨制、抛光后作为夹杂物、偏析缺陷的观察样本，利用光学显微镜观察每个截面上的最大夹杂物，测量夹杂物尺寸，记为其中j＝1，2，3…N；分别表示各个截面中的最大夹杂物尺寸，并对m个金相截面的最大夹杂物尺寸进行排序L1≤L2≤L3≤…≤LN；执行步骤S8：利用统计极值方法，获得金属构件近表面结构中最大缺陷尺寸y，设金属构件表面结构中最大缺陷的最大等效直径为x，则x＝δy+λ3-1其中， s为测量的各视场中最大缺陷的等效直径L的标准偏差，即： 为各视场中最大缺陷的等效直径L的平均值，即： 执行步骤S9：依据金属构件的淬火开裂临界条件对应关系公式2-1～公式2-3，以及对金属构件近表面结构中最大缺陷的定量评价公式3-1～公式3-6，建立金属构件缺陷导致淬火开裂的定量风险评估模型，并指导淬火工艺参数选择。

全文数据：

权利要求：

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