[發明專利]一種考慮室溫蠕變的奧氏體不銹鋼本構曲線的獲取方法

有效

• 申請號: 201710857139.1
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107727497B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 鄭津洋;曉風清;丁會明;陸群杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及奧氏體不銹鋼加工技術，旨在提供一種考慮室溫蠕變的奧氏體不銹鋼本構曲線的獲取方法。包括：通過奧氏體不銹鋼材料的拉伸保載試驗，獲得構建本構曲線的原始數據；分別以設定應力σ和總應變量ε為橫、縱坐標，標記點(σ₁,ε₁),(σ₂,ε₂),…,(σ_n,ε_n)，通過擬合，建立與應力σ相關的ε變化曲線，該曲線即是考慮了室溫蠕變影響的奧氏體不銹鋼本構曲線。與現有技術相比，本發明在獲取奧氏體不銹鋼本構曲線的過程中，考慮了室溫蠕變對本構曲線產生的影響。經過對數據測定方法和時間計算公式等的規定，最終獲得的本構曲線在應用于后期的奧氏體不銹鋼材料或結構的應力應變響應理論計算與仿真預測時，能夠顯著提高預測精度，預測結果更準確。

技術領域

本發明涉及奧氏體不銹鋼本構曲線，特別涉及考慮室溫蠕變的奧氏體不銹鋼本構曲線的獲取方法。

背景技術

奧氏體不銹鋼有著明顯的室溫蠕變特性，即在室溫下，當材料長時間承受一穩定的高于屈服強度的應力時，其會發生較為明顯的室溫蠕變，例如在奧氏體不銹鋼制應變強化型深冷容器的應變強化工藝處理中，材料在強化壓力下保載1小時以上，保載過程中就會出現室溫蠕變現象，整個結構逐漸膨脹，最終產生的蠕變量可達1％～2％。

目前的奧氏體不銹鋼室溫本構曲線是考慮了加工硬化等多種影響因素的本構曲線，常被用于奧氏體不銹鋼材料或結構的應力應變響應理論計算與仿真預測。上述應變強化工藝的結果也常采用數值計算來提前預測。然而，當前這些預測所用的本構曲線并沒有考慮室溫蠕變帶來的影響，因此計算結果也沒有包括室溫蠕變。若能在有限元仿真中考慮材料的室溫蠕變效應，即在仿真所用的奧氏體不銹鋼本構曲線中考慮室溫蠕變的影響，則可使預測結果與實際結果更接近，預測更準確，顯著提高預測精度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種考慮室溫蠕變的奧氏體不銹鋼本構曲線的獲取方法。

為解決該技術問題，本發明的技術方案是：

提供一種考慮室溫蠕變的奧氏體不銹鋼本構曲線的獲取方法，包括以下步驟：

(1)通過奧氏體不銹鋼材料的拉伸保載試驗，獲得構建本構曲線的原始數據：

取所需加工的奧氏體不銹鋼作為試樣，依據標準GB/T 228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》進行室溫拉伸試驗；在試驗過程中采用力控制，以相同速率拉伸試樣到設定應力σ后保持載荷，保載時間T(σ)通過以下公式進行計算：

上式中：是針對室溫蠕變結束時人為設定希望達到的應變率，即當應變率低于等于時就結束蠕變；σ為設定應力，單位MPa；ΔT是與設定的應變率發生時相對應的時間，單位為s，即(ΔT內發生的應變)/

試驗完成后，采集試驗數據，獲得保載完成時材料的總應變量ε；

設定應力σ取不同的應力值{σ₁,σ₂,…,σ_n}，按上述試驗過程，得到相對應的總應變量，記為{ε₁,ε₂,…,ε_n}，n的取值范圍是[10,+∞)，σ_n的取值范圍是(0,標準規定的抗拉強度下限值]；

(2)分別以設定應力σ和總應變量ε為橫、縱坐標，標記點(σ₁,ε₁),(σ₂,ε₂),…,(σ_n,ε_n)，通過擬合，建立與應力σ相關的ε變化曲線，該曲線即是考慮了室溫蠕變影響的奧氏體不銹鋼本構曲線。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：