[发明专利]一种镍基合金焊接材料的高温失延开裂准原位测试方法

说明书

本发明涉及一种镍基合金焊接材料的高温失延开裂准原位测试方法，包括以下步骤：1)对镍基合金焊接材料的拉伸试样进行表面预处理；2)在步骤1)中的拉伸试样中心区域制备横向条纹及纵向条纹；3)对步骤2)中的拉伸试样进行高温热循环试验，并在保温阶段施加应变载荷；4)对高温热循环试验后的拉伸试样进行表征，统计裂纹数量和局部应变量；5)绘制温度‑应变‑裂纹量统计图，得到镍基合金材料高温失延开裂的敏感温度范围及对应的临界应变值。与现有技术相比，本发明方法可以成功且有效地获得镍基合金材料的高温失延开裂敏感温度范围和临界应变，为高温失延开裂的机理阐释提供准原位的数据支撑。

技术领域

本发明属于镍基合金焊接材料高温失延裂纹测试技术领域，涉及一种适用于各种镍基合金焊接材料的高温失延裂纹敏感性测试方法。

背景技术

高温失延裂纹是发生在0.5-0.8倍熔化温度范围内的一种热裂纹。在该温度范围内，材料的延塑性快速降低，同时在外力作用下发生变形，从而出现沿晶开裂的现象。高温失延裂纹尺寸小，常规手段难以检测，一旦产生，很难消除，而且往往会成为疲劳裂纹源，具有非常大的安全隐患。镍基合金焊接材料在异种金属材料焊接中具有重要的地位，特别是核电蒸汽发生器的沸水堆、压水堆以及压力容器的管道、控制棒驱动机构的渗透喷嘴等需要由镍基合金和不锈钢进行结对组焊，所用到的焊接材料就是镍基合金，焊接接头中常常会出现高温失延裂纹，对设备的长期安全运行造成了极大的威胁。因此，研究镍基合金焊接材料的高温失延开裂问题在理论研究和工程应用上都具有重大的意义。

失延温度范围和最小临界应变是评价高温失延开裂敏感性最重要的两个指标。目前可以通过横向可调拘束试验、应变开裂试验，对镍基合金焊材的高温失延开裂敏感性进行评估。其中，横向可调拘束试验能获得失延温度范围，但不能准确获得开裂时的临界应变，同时也不能区分高温失延裂纹和液化裂纹；Nissley提出的应变开裂试验方法，借助热模拟机，能准确控制试验温度，并通过高温引伸计测量应变，但所测的应变为4mm范围内的平均值，与引起开裂的局部应变值差距较大，使得评价不是很准确。

因此，亟需一种能够准确、快捷地评价镍基合金焊接材料高温失延开裂敏感性的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种镍基合金焊接材料的高温失延开裂准原位测试方法，通过在拉伸试样表面制备高密度激光条纹，在热模拟机上对试样施加精准的温度和应变载荷，采用光学显微镜直接获得试样表面的裂纹数量和微区应变数据，建立温度-应变-裂纹数统计图，通过拟合曲线，即可准确获得高温失延开裂敏感温度范围和临界应变值。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种镍基合金焊接材料的高温失延开裂准原位测试方法，该方法包括以下步骤：

1)对镍基合金焊接材料的拉伸试样进行表面预处理；

2)在步骤1)中的拉伸试样中心区域制备横向条纹及纵向条纹；

3)对步骤2)中的拉伸试样进行高温热循环试验，并在保温阶段施加应变载荷；

4)对高温热循环试验后的拉伸试样进行表征，统计裂纹数量和局部应变量；

5)绘制温度-应变-裂纹量统计图，得到镍基合金材料高温失延开裂的敏感温度范围及对应的临界应变值。

进一步地，步骤1)中，所述的表面预处理过程为：将拉伸试样表面预磨后，进行抛光及电解腐蚀。

进一步地，采用2000目砂纸对拉伸试样表面进行预磨，之后抛光至W0.5，再经电解腐蚀至能呈现出微观组织结构。

进一步地，步骤2)中，采用激光在拉伸试样中心区域制备横向条纹及纵向条纹，所述的横向条纹平行于拉伸试样的宽度方向，所述的纵向条纹平行于拉伸试样的长度方向。