[發明專利]一種獲取鎳基高溫合金的布氏硬度的方法及裝置

在審

• 申請號: 201410558731.8
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN105588773A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 蔡文河;李煒麗;王智春;董樹青;趙衛東;姚大志;曾燕屏;杜毫杰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;華北電力科學研究院有限責任公司;北京科技大學
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李秀蕓

技術領域

本發明涉及布氏硬度技術領域，特別涉及一種獲取鎳基高溫合金的布氏硬度的方法及 裝置。

背景技術

GH4145鎳基高溫合金是以γ′[Ni₃(Al、Ti、Nb)]為主要強化相的時效硬化型變形高溫合 金，具有優良的抗松弛性能、抗氧化性能和高溫持久強度，廣泛用做300MW、600MW、 甚至1000MW機組汽輪機汽缸、主氣門、法蘭等部件的緊固螺栓。在超(超)臨界工況下， GH4145螺栓在服役過程中會發生顯微組織的變化，從而導致其蠕變和持久性能下降，在 宏觀上表現為硬度指標升高，因此，火力發電廠通常是通過測量布氏硬度來監測GH4145 螺栓性能的變化。中華人民共和國電力行業標準《火力發電廠高溫緊固件技術導則》(DL/T 439-2006)中規定，GH4145螺栓的布氏硬度HBW應在262-331范圍內，對運行后硬度超 標的螺栓應進行更換與報廢，因此，布氏硬度值準確與否十分重要。

目前主要是用臺式布氏硬度計獲得布氏硬度，這種方法精度高，但因其本身特點，測 試有一定局限性。因為經常需要測試布氏硬度的部件多為大型的在役部件，在測試布氏硬 度時，若想獲得較為精確的實際布氏硬度值，對于大型在役部件需解剖精磨后測試，有些 小尺寸的部件雖然可以不用解剖，但也需將其打磨一定深度且要達一較小的表面粗糙度后 才能獲取實際的精確的布氏硬度值，這對部件有一定的損傷，對一些有精度或厚度要求的 部件來說，是不可行的。

如何在不損傷部件的情況下獲取精確度高的布氏硬度是目前急需解決的問題。

發明內容

為解決現有技術中測試布氏硬度時對部件的破壞問題，本發明提出一種獲取鎳基高溫 合金的布氏硬度的方法及裝置，利用材料的布氏硬度與其表面粗糙度之間定量關系，獲取 與實測值較為接近的布氏硬度。

為實現上述目的，本發明提供了一種獲取鎳基高溫合金的布氏硬度的方法，該方法包 括：

獲取鎳基高溫合金的表面粗糙度；

對所述表面粗糙度對應地測量點進行測量，獲得鎳基高溫合金的布氏硬度測量值；

根據鎳基高溫合金的布氏硬度與表面粗糙度之間的定量關系，利用所述鎳基高溫合金 的布氏硬度測量值得到鎳基高溫合金的實際布氏硬度計算值。

優選地，所述鎳基高溫合金的布氏硬度與其表面粗糙度之間的定量關系為：

HBW-HBW₀＝12Ra^0.27-19

上式中，Ra表示鎳基高溫合金的表面粗糙度，單位為nm，3nm≤Ra＜1300nm；HBW₀表示為鎳基高溫合金的實際布氏硬度計算值；HBW表示不同粗糙度下鎳基高溫合金的布氏硬度 測量值。

優選地，所述表面粗糙度的獲取是通過探針式表面輪廓儀進行的。

優選地，所述鎳基高溫合金的布氏硬度測量值的獲取是通過布氏硬度計進行的，所述 布氏硬度計具有直徑為5mm的硬質合金壓頭和750公斤力的試驗力。

為實現上述目的，本發明還提供了一種獲取鎳基高溫合金的布氏硬度的裝置，該裝置 包括：

表面粗糙度獲取單元，用于獲取鎳基高溫合金的表面粗糙度；

布氏硬度測量單元，用于對所述表面粗糙度對應地測量點進行測量，獲得鎳基高溫合 金的布氏硬度測量值；

實際布氏硬度值計算單元，用于根據鎳基高溫合金的布氏硬度與表面粗糙度之間的定 量關系，利用所述鎳基高溫合金的布氏硬度測量值得到鎳基高溫合金的實際布氏硬度計算 值。

優選地，所述布氏硬度值計算單元采用的鎳基高溫合金的布氏硬度與其表面粗糙度之 間的定量關系為：

HBW-HBW₀＝12Ra^0.27-19

上式中，Ra表示鎳基高溫合金的表面粗糙度，單位為nm，3nm≤Ra＜1300nm；HBW₀表示為鎳基高溫合金的實際布氏硬度計算值；HBW表示不同粗糙度下鎳基高溫合金的布氏硬度 測量值。

優選地，所述表面粗糙度獲取單元通過探針式表面輪廓儀獲取表面粗糙度。

優選地，所述布氏硬度測量單元通過布氏硬度計獲取實際布氏硬度值，所述布氏硬度 計具有直徑為5mm的硬質合金壓頭和750公斤力的試驗力。

上述技術方案具有如下有益效果：