[发明专利]一种评价预制缺口高温镍基合金裂纹扩展的原位拉伸方法

说明书

本发明涉及一种基于扫描电子显微镜原位拉伸的测试方法。目的是提供一种评价预制缺口高温镍基合金裂纹扩展的原位拉伸方法；该方法可以有效实现在介观尺度(几个微米到几十个微米)对高温镍基合金在有预制缺口时高温原位拉伸试验过程中进行裂纹扩展评价和表征。技术方案是：一种评价预制缺口高温镍基合金裂纹扩展的原位拉伸方法，按以下步骤进行：1)试样加工：将高温镍基合金薄板加工成试样，试样中心预制缺口；2)试样制备：对试样进行研磨、抛光，得到表面光滑平整的试样；3)试样原位拉伸测试；4)对试验数据进行处理及评价。

技术领域

本发明涉及一种基于扫描电子显微镜原位拉伸的测试方法，特别涉及一种评价预制缺口高温镍基合金在高温原位拉伸时裂纹扩展的方法。

背景技术

目前，评价高温镍基合金在高温(350℃-900℃)原位拉伸时裂纹扩展普遍采用两端平行且无预制裂纹的试样，通过在扫描电子显微镜(SEM)中配置电子背散射衍射(EBSD)探头、可加热的原位拉伸台，进行试样在常温/高温环境下的SEM/EBSD原位拉伸观察。但由于采用平行段无缺口的试样，在原位拉伸过程中裂纹萌生位置不确定，因此很难判断裂纹萌生位置，原始感兴趣区域很难选择。此外，对于预制裂纹的高温镍基合金裂纹扩展的相关评价及表征方法，包括裂纹扩展过程中裂纹附近范围内显微组织的变化、取向差角度分布的变化、应变分布变化等，目前尚存在空白，有待于补充完善。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种评价预制缺口高温镍基合金裂纹扩展的原位拉伸方法；该方法可以有效实现在介观尺度(几个微米到几十个微米)对高温镍基合金在有预制缺口时高温原位拉伸试验过程中进行裂纹扩展评价和表征。

本发明通过以下技术方案实现：

一种评价预制缺口高温镍基合金裂纹扩展的原位拉伸方法，按以下步骤进行：

1)试样加工：

将高温镍基合金薄板加工成试样，试样中心预制缺口；

2)试样制备：

对试样进行研磨、抛光，得到表面光滑平整的试样；

3)试样原位拉伸测试：

(1)将制备好的试样安装在原位拉伸台夹头上，并且和原位拉伸台一起安装在SEM样品室内；原位拉伸台开始对试样加热；待试样温度达到测试目标温度时，对试样中的感兴趣区域进行SEM和EBSD扫描；

(2)控制原位拉伸台夹头对试样进行拉伸，分别在试样伸长设定距离时，对感兴趣区域进行SEM和EBSD扫描；

4)对试验数据进行处理及评价。

所述步骤1)中的缺口为夹角90度的缺口，制作在试样宽度方向的一侧侧边且该缺口的角平分线垂直于该侧边。

所述缺口深度优选为1mm。

所述步骤2)中的试样制备为：

(1)使用400#、800#、1000#、1500#水砂纸对试样进行研磨，然后使用粒径1μm的金刚石研磨膏进行抛光，使其表面光滑平整；

(2)使用0.25μm SiO₂悬浮抛光液对试样进行进一步抛光，使用去离子水清洗、无水乙醇冲洗后干燥，得到可进行SEM/EBSD原位拉伸试验的试样。

所述步骤3)中，原位拉伸台对试样加热时的真空度为1×10^-4pa；测试目标温度为350℃-900℃。

所述步骤3)中，原位拉伸台夹头移动速度为0.05-1.0mm/min。

所述步骤4)中，对试验数据处理及评价为：