[發明專利]金屬材料表面力學性能的測量方法及系統

有效

• 申請號: 201810458038.1
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108627385B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 韓曉輝;齊先勝;毛鎮東;劉峻亦
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供金屬材料表面力學性能的測量方法及系統。其中，方法包括：獲取被測金屬材料表面各測量點的表觀應力；將所述各測量點的表觀應力分別輸入至預先構建的模型，根據所述預先構建的模型的輸出結果，獲得被測金屬材料表面的屈服強度；其中，所述預先構建的模型，用于表示測量點的表觀應力和屈服強度的對應關系。本發明實施例提供的金屬材料表面力學性能的測量方法及系統，能準確地測出金屬材料表面及近表面的力學性能。

技術領域

本發明實施例涉及材料分析測試技術領域，尤其涉及金屬材料表面力學性能的測量方法及系統。

背景技術

清洗技術是工業生產、藝術品保護等眾多領域中必不可少的一門技術。但是傳統的清洗技術存在著對基體有損傷、對環境有污染和精密度不夠等缺陷。綠色環保的激光清洗技術是近10年來飛速發展的新型清洗技術，它以自身的許多優點在許多領域中逐步取代傳統清洗工藝，展示了廣闊的發展前景。我國激光清洗技術起步晚，大部分還處于實驗階段，為了更好的實現工業化，就要對激光清洗后基體材料的性能進行研究。

激光清洗機理主要是基體表面污染物吸收激光能量后，或汽化揮發，或瞬間受熱膨脹而克服表面對粒子的吸附力，使其脫離物體表面，進而達到清洗的目的。但是在激光清洗的同時會有部分激光透過污染物與金屬基體相互作用或直接與金屬基體作用。

在對激光清洗后金屬基體材料性能的研究中，力學性能的表征是必不可少的。由于激光清洗對母材表面性能影響的深度較小，需要測量激光清洗的表面的力學性能(強度性能)。

傳統的拉伸試驗，由于制樣的限制，只能對基體材料整體的力學性能進行評價，不能很好的表征出金屬材料表面及近表面的力學性能(強度性能)。現有技術表征金屬材料基體的力學性能還包括壓痕法。壓痕法監測在材料表面施加壓痕過程中的載荷和位移值變化，獲得被測材料的載荷-位移曲線(P-h曲線)，通過特殊算法，得到被測材料的彈性模量、屈服強度、抗拉強度、應變硬化指數以及延伸率等多種力學性能參數，能較好得表征金屬材料基體的力學性能(強度性能)，但不能很好的表征出金屬材料表面及近表面的力學性能(強度性能)。

現有技術通過特殊算法，得到被測材料的彈性模量、屈服強度、抗拉強度、應變硬化指數以及延伸率等多種力學性能參數時，需要構造多個無量綱函數，無量綱函數用于描述各力學性能參數以及應力、應變等參數之間的關系。因此，這類算法較為復雜，速度較慢。

發明內容

針對現有技術存在不能測量金屬材料表面的力學性能的問題，本發明實施例提供金屬材料表面力學性能的測量裝置、方法及系統。

根據本發明的第一方面，本發明實施例提供一種金屬材料表面力學性能的測量方法，包括：

獲取被測金屬材料表面各測量點的表觀應力；

將所述各測量點的表觀應力分別輸入至預先構建的模型，根據所述預先構建的模型的輸出結果，獲得被測金屬材料表面的屈服強度；

其中，所述預先構建的模型，用于表示測量點的表觀應力和屈服強度的對應關系。

根據本發明的第二方面，本發明實施例提供一種金屬材料表面力學性能的測量系統，包括：

表觀應力獲取模塊，用于獲取被測金屬材料表面各測量點的表觀應力；

屈服強度獲取模塊，用于將所述各測量點的表觀應力分別輸入至預先構建的模型，根據所述預先構建的模型的輸出結果，獲得被測金屬材料表面的屈服強度；

其中，所述預先構建的模型，用于表示測量點的表觀應力和屈服強度的對應關系。

根據本發明的第三方面，本發明實施例提供一種金屬材料表面力學性能的測量設備，包括：

至少一個處理器；以及

與所述處理器通信連接的至少一個存儲器，其中：