[發(fā)明專利]一種利用納米壓痕技術(shù)測(cè)量材料表面殘余應(yīng)力的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110475802.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN113188890B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉平平;鐘韋;詹倩;萬發(fā)榮;韓文妥;易曉鷗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/42
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 朱艷華

1.一種納米壓痕測(cè)量材料表面殘余應(yīng)力的方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

S1）對(duì)擬測(cè)量材料進(jìn)行納米壓痕測(cè)試，得到擬測(cè)量材料的載荷-位移的關(guān)系曲線；

S2）對(duì)S1）得到擬測(cè)量材料的載荷-位移的關(guān)系曲線進(jìn)行微分運(yùn)算；

S3）根據(jù)S2）獲得的微分運(yùn)算結(jié)果得到載荷-位移的微分曲線和微分曲線的斜率值，根據(jù)得到的斜率值對(duì)比后得到測(cè)量材料表面殘余應(yīng)力狀態(tài)；

具體步驟為：

S3.1）根據(jù)所述S2）得到微分計(jì)算結(jié)果，繪制載荷-位移的微分曲線，得到微分曲線的斜率值K_I和K_II，

S3.2）將S3.1)得到斜率值K_I和K_II同時(shí)代入判斷條件中進(jìn)行判斷，

當(dāng)曲線斜率值K_I = K_II時(shí)，表明擬測(cè)量材料表面處于無應(yīng)力狀態(tài)；

當(dāng)K_I K_II時(shí)，表明擬測(cè)量材料的殘余應(yīng)力狀態(tài)為壓應(yīng)力；

當(dāng)K_I K_II時(shí)，表明擬測(cè)量材料的殘余應(yīng)力狀態(tài)為拉應(yīng)力，最終得到擬測(cè)量材料表面殘余應(yīng)力的狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1）具體包括以下步驟：

S1.1）將擬測(cè)量材料進(jìn)行預(yù)處理，

S1.2）將處理后的擬測(cè)量材料裝入測(cè)試裝置中，設(shè)置加載壓入深度，完成測(cè)試，

S1.3）根據(jù)測(cè)試結(jié)果獲得載荷-位移的曲線，計(jì)算后獲得擬測(cè)材料的平均納米硬度值H。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1.1）中的預(yù)處理具體為，采用丙酮溶液對(duì)擬測(cè)量材料的表面進(jìn)行清潔。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1.2）中壓入深度取值為取預(yù)測(cè)厚度的5倍以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1.2）中的測(cè)試裝置為納米壓痕儀。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1.3）中通過以下公式（1）獲得擬測(cè)材料納米硬度值H，計(jì)算公式如下：

H=F/A，（1）

式中，A為壓痕投影面積，F(xiàn)為加載的力即載荷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述擬測(cè)量材料為金屬或非金屬。