一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法及装置，该方法包括：获取镍基高温合金的表面粗糙度；对所述表面粗糙度对应地测量点进行测量，获得镍基高温合金的布氏硬度测量值；根据镍基高温合金的布氏硬度与表面粗糙度之间的定量关系，利用所述镍基高温合金的布氏硬度测量值得到镍基高温合金的实际布氏硬度计算值。其中，所述镍基高温合金的布氏硬度与其表面粗糙度之间的定量关系为：HBW-HBW0＝12Ra0.27-19；式中，Ra表示镍基高温合金的表面粗糙度，单位为nm，3nm≤Ra＜1300nm；HBW0表示为镍基高温合金的实际布氏硬度计算值；HBW表示表示不同粗糙度下镍基高温合金的布氏硬度测量值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及布氏硬度
，特别涉及一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法及装置。
技术介绍
GH4145镍基高温合金是以Y丨为主要强化相的时效硬化型变形高温合金，具有优良的抗松弛性能、抗氧化性能和高温持久强度，广泛用做300Mff、600Mff、甚至100Mff机组汽轮机汽缸、主气门、法兰等部件的紧固螺栓。在超(超)临界工况下，GH4145螺栓在服役过程中会发生显微组织的变化，从而导致其蠕变和持久性能下降，在宏观上表现为硬度指标升高，因此，火力发电厂通常是通过测量布氏硬度来监测GH4145螺栓性能的变化。中华人民共和国电力行业标准《火力发电厂高温紧固件技术导则》(DL/T439-2006)中规定，GH4145螺栓的布氏硬度HBW应在262-331范围内，对运行后硬度超标的螺栓应进行更换与报废，因此，布氏硬度值准确与否十分重要。目前主要是用台式布氏硬度计获得布氏硬度，这种方法精度高，但因其本身特点，测试有一定局限性。因为经常需要测试布氏硬度的部件多为大型的在役部件，在测试布氏硬度时，若想获得较为精确的实际布氏硬度值，对于大型在役部件需解剖精磨后测试，有些小尺寸的部件虽然可以不用解剖，但也需将其打磨一定深度且要达一较小的表面粗糙度后才能获取实际的精确的布氏硬度值，这对部件有一定的损伤，对一些有精度或厚度要求的部件来说，是不可行的。如何在不损伤部件的情况下获取精确度高的布氏硬度是目前急需解决的问题。
技术实现思路
为解决现有技术中测试布氏硬度时对部件的破坏问题，本专利技术提出一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法及装置，利用材料的布氏硬度与其表面粗糙度之间定量关系，获取与实测值较为接近的布氏硬度。为实现上述目的，本专利技术提供了一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法，该方法包括:获取镍基高温合金的表面粗糙度；对所述表面粗糙度对应地测量点进行测量，获得镍基高温合金的布氏硬度测量值；根据镍基高温合金的布氏硬度与表面粗糙度之间的定量关系，利用所述镍基高温合金的布氏硬度测量值得到镍基高温合金的实际布氏硬度计算值。优选地，所述镍基高温合金的布氏硬度与其表面粗糙度之间的定量关系为:HBff-HBff0 = 12Ra0 27_19上式中，Ra表示镍基高温合金的表面粗糙度，单位为nm，3nm彡Ra < 1300nm ；HBff0表示为镍基高温合金的实际布氏硬度计算值；HBW表示不同粗糙度下镍基高温合金的布氏硬度测量值。优选地，所述表面粗糙度的获取是通过探针式表面轮廓仪进行的。优选地，所述镍基高温合金的布氏硬度测量值的获取是通过布氏硬度计进行的，所述布氏硬度计具有直径为5mm的硬质合金压头和750公斤力的试验力。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种获取镍基高温合金的布氏硬度的装置，该装置包括:表面粗糙度获取单元，用于获取镍基高温合金的表面粗糙度；布氏硬度测量单元，用于对所述表面粗糙度对应地测量点进行测量，获得镍基高温合金的布氏硬度测量值；实际布氏硬度值计算单元，用于根据镍基高温合金的布氏硬度与表面粗糙度之间的定量关系，利用所述镍基高温合金的布氏硬度测量值得到镍基高温合金的实际布氏硬度计算值。优选地，所述布氏硬度值计算单元采用的镍基高温合金的布氏硬度与其表面粗糙度之间的定量关系为:HBff-HBff0 = 12Ra0 27_19上式中，Ra表示镍基高温合金的表面粗糙度，单位为nm，3nm彡Ra < 1300nm ；HBff0表示为镍基高温合金的实际布氏硬度计算值；HBW表示不同粗糙度下镍基高温合金的布氏硬度测量值。优选地，所述表面粗糙度获取单元通过探针式表面轮廓仪获取表面粗糙度。优选地，所述布氏硬度测量单元通过布氏硬度计获取实际布氏硬度值，所述布氏硬度计具有直径为5_的硬质合金压头和750公斤力的试验力。上述技术方案具有如下有益效果:(I)采用镍基高温合金的布氏硬度与其表面粗糙度之间的定量关系，可实现不同表面粗糙度下GH4145合金布氏硬度值的换算。采用上述定量关系得到的实际布氏硬度计算值HBW。与布氏硬度真实值之间的误差在±1.3%范围内，操作简便，降低误差和劳动强度，提高了工作精度。并解决了在测试时为了获取准确的布氏硬度值对部件的破坏问题，同时对在役部件既可以减少打磨时的磨损量，又可以获得较为准确的布氏硬度值，这对于对壁厚要求严格的部件来说具有较大意义。(2)由于即使表面粗糙度小于1600nm，它对GH4145合金的布氏硬度值仍有较大影响，因此，本专利技术为GH4145螺栓布氏硬度测量方法的改进乃至国标GB/T 231.1-2009的修订提供了依据。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为镍基高温合金的表面粗糙度与其布氏硬度值之间的定量关系曲线图；图2为本专利技术提出的一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法流程图；图3为本专利技术提出的一种获取镍基高温合金的布氏硬度的装置框图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本技术方案工作原理:现有研究结果表明:样品表面的粗糙度对金属材料(铸铁、钢)的布氏硬度值有较大的影响，表面粗糙度小的试样，其硬度值也较低。预测表面粗糙度与布氏硬度之间应属于简单的线性关系。然而，现有研究结果仅给出了一个比较笼统的结论，即样品表面的粗糙度对金属材料的布氏硬度值有较大的影响，但其并未定性的指出在表面粗糙度Ra〈1600nm时，金属表面粗糙度对其布氏硬度是否仍有较大影响。更没有给出具体金属的表面粗糙度与布氏硬度测量值之间的定量关系。通过付出创造性的实验劳动获知:当Ra〈1600nm时，金属表面粗糙度对其布氏硬度仍有较大影响，表面粗糙度与布氏硬度测量值之间的定量关系如图1中的拟合线，并不是之前预测的简单线性关系。由图1可知，在布氏硬度真实值不变的情况下，表面粗糙度与布氏硬度测量值之间满足:HBW-HBW。=12Raa27-19;根据该定量关系表达式，对在不破坏部件情况下测量得到的布氏硬度值进行修正，获得实际布氏硬度计算值。与布氏硬度真实值相比较，该计算值非常接近布氏硬度真实值。基于上述工作原理，本专利技术提出一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法，如图2所示。该方法包括:步骤201):获取镍基高温合金的表面粗糙度；步骤202):对所述表面粗糙度对应地测量点进行测量，获得镍基高温合金的布氏硬度测量值；步骤203):根据镍基高温合金的布氏硬度与表面粗糙度之间的定量关系，利用所述镍基高温合金的布氏硬度测量值得到镍基高温合金的实际布氏硬度计算值。优选地，所述镍基高温合金的布氏硬度与其表面粗糙度之间的定量关系为:HBff-HBff0 = 12Ra0 27_19上式中，Ra表示镍基高温合金的表面粗糙度，单位为nm，3nm彡Ra < 1300nm 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取镍基高温合金的布氏硬度的方法，其特征在于，该方法包括：获取镍基高温合金的表面粗糙度；对所述表面粗糙度对应地测量点进行测量，获得镍基高温合金的布氏硬度测量值；根据镍基高温合金的布氏硬度与表面粗糙度之间的定量关系，利用所述镍基高温合金的布氏硬度测量值得到镍基高温合金的实际布氏硬度计算值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文河，李炜丽，王智春，董树青，赵卫东，姚大志，曾燕屏，杜毫杰，
申请(专利权)人：国家电网公司，华北电力科学研究院有限责任公司，北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11