一种金属材料微观变形测量方法技术

本发明专利技术提供了一种金属材料微观变形测量方法，包括以下步骤：s1、工件测量部位显微组织显现；s2、步骤s1显现的工件测量部位原始显微组织图像采集，工件测量部位变形产生及显微组织图像再采集；s3、工件测量部位变形大小的测量。所述测量方法是对工件测量部位的微观变形的直接测量分析，测量准确度高，同时能直接测量工件测量部位任意方向任意选定特定显微组织特征之间的微观变形。所述测量可使用专用设备，比如图像识别软件及设备进行自动测量计算，也可以采用常规金相检验用设备等，人工进行测量计算，适用范围广。

A method for measuring the micro deformation of metal materials

【技术实现步骤摘要】
一种金属材料微观变形测量方法
本专利技术属于材料检测
，具体涉及一种金属材料微观变形测量方法。
技术介绍
在金属材料及构件的制造及使用过程中，经常需要测量和控制金属材料及构件的微观变形、应变以及通过应变计算应力。金属材料及构件的变形、应变、工作应力及残余应力的异常，可能导致其使用功能异常及丧失，甚至造成失效事故。现有的金属材料微观变形测量方法主要有应变片测量和光学测量，光学测量包括采用激光全息干涉法、激光散斑剪切干涉法、激光反射全息干涉法和数字散斑法等方式进行测量。其中，应变片测量法是将应变片粘贴在工件表面，应变片的工作原理是基于导体或半导体材料的应变效应制作的，这种材料制作的敏感栅在外力的作用下产生机械变形时，其电性能参数发生相应的变化，从而根据电性能参数的变化和应变的关系，进行应变的计算。另外，激光全息干涉法、激光散斑剪切干涉、激光反射全息干涉法等光学方法替代应变片法进行残余应力的测量，克服了粘贴应变片的麻烦，但测量光路复杂，条纹处理麻烦，测量精度有限。现有的微观变形测量方法无论是应变片测量或者光学测量方法都不是基于金属材料本质特征显微组织变形的直接方法，属于间接的测量方式，测量的精度和准确性无法直接评估。且现有的测量方式使用的测量设备复杂，对测量环境要求较高，在工程现场的实测时有较大局限性。综上所述，到目前为止针对金属材料的微观变形测量仍缺少直接、适用性广的的测量方法，人们期望获得一种更好的微观变形测量方法。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种金属材料微观变形测量方法，所述测量方法是对工件测量部位的微观变形的直接测量分析，测量准确度高，同时能直接测量工件测量部位任意方向任意选定特定显微组织特征之间的微观变形，适用范围广。具体技术方案为：一种金属材料微观变形测量方法，包括以下步骤：s1、工件测量部位显微组织显现；s2、步骤s1显现的工件测量部位原始显微组织图像采集，工件测量部位变形产生及显微组织图像再采集；s3、工件测量部位变形大小的测量。在其中一些实施例中，所述步骤s1包括：1)工件测量部位研磨；2)对经过研磨的工件表面进行抛光。在其中一些实施例中，所述步骤s1还包括：3)采用侵蚀法或干涉层法对经过抛光的工件表面进行显微组织显现。如果工件表面在研磨和抛光后不经处理能直接显示显微组织，可以直接进行后续的微观变形测量；如果工件表面在研磨和抛光后不经处理无法直接显示显微组织，可采用物理法或化学等方式对待测表面进行显微组织显示，使工件表面显微组织呈现良好的衬度，使显微组织得以清晰显示。在其中一些实施例中，所述步骤1)中研磨为采用粒度从大到小的砂纸或磨盘进行依次磨制，直至工件测量部位无可见划痕。在其中一些实施例中，所述步骤2)中抛光为使用抛光方法消除工件表面因研磨产生的磨痕，使工件表面达到镜面光洁度，并且没有磨制缺陷。在其中一些实施例中，所述步骤2)中抛光方法包括机械抛光、电解抛光、振动抛光、显微抛光、显微研磨。在其中一些实施例中，所述步骤3)中浸蚀法包括化学浸蚀、电解浸蚀、恒电位浸蚀、离子浸蚀、热浸蚀；干涉层法包括化学浸蚀形成薄膜法、阳极覆膜法、恒电位阳极化及阳极沉淀法、真空蒸发镀膜法、溅射镀膜法、热染法。在其中一些实施例中，所述步骤s2包括：1)工件测量部位原始显微组织图像采集：采用图像测量及分析设备及软件对工件测量部位的显微组织图像进行采集；2)工件测量部位变形产生：(a)工件在实际工况下的微观变形和应变及应力计算时，对工件施加工作载荷，使工件在工作载荷作用下产生变形；(b)工件在试验载荷下的微观变形和应变及应力计算时，对工件施加试验力，使工件在试验力作用下产生变形；(c)测量工件在残余应力作用下的微观变形及计算残余应力时，对工件进行钻孔或切割，使工件发生应力释放发生变形；3)工件测量部位显微组织图像再采集：采用图像测量及分析设备及软件对工件测量部位发生变形后的显微组织图像进行采集。在其中一些实施例中，所述步骤s3工件测量部位变形大小的测量包括：采用图像测量及分析设备及软件，对工件变形前后的显微组织图像进行分析，通过人工或者分析软件选择特定显微组织特征进行测量，测量不同方向变形前后特定显微组织特征之间相对位置之间距离的变化，获得测量部位特定显微组织之间的变形量。在其中一些实施例中，所述图像测量及分析设备包括经标定的金相显微镜、扫描电子显微镜。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术方法通过对金属材料工件待测部位进行显微组织显示，使工件表面呈现显微组织尺寸极小的微观特征，通过对这些尺寸极小的显微组织微观特征变形进行直接测量，可以大大提高微观变形检测的准确度和精密度。2、本专利技术方法通过对金属材料显微组织的本质特征进行分析及变形测量，实现了工件测量部位的微观变形的直接测量分析，测量准确度和精密度高，测量精密度和准确性能直接通过显微组织放大倍数和测量设备的精度及准确性进行衡量。3、本专利技术方法能同时直接测量工件测量部位任意方向、任意选定特定显微组织特征之间的微观变形。4、本专利技术方法可使用专用设备，比如高精度图像采集设备、图像识别及分析计算软件进行自动测量计算，也可以采用金相显微镜、电镜等，人工进行测量计算，适用范围广。附图说明图1为实施例2金属材料工件图。图2为实施例2金属材料工件的原始显微组织图片及显微组织特征之间距离。图3为实施例2对工件表面施加拉伸载荷后显微组织图片及显微组织特征之间距离。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照实施例对本专利技术进行更全面的描述，以下给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。应理解，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用试剂，均为市售产品。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例1本实施例一种金属材料微观变形测量方法，所述测量方法包括以下步骤：s1、工件测量部位显微组织显现：1)工件测量部位研磨：使用打磨设备进行研磨，采用粒度从大到小的砂纸或磨盘进行依次磨制，直至工件测量部位无明显肉眼可见划痕；2)对经过研磨的工件表面进行抛光：使用抛光方法消除工件表面因研磨产生的磨痕，使工件表面达到镜面光洁度，并且没有磨制缺陷；3)采用侵蚀法或干涉层法对经过抛光的工件表面进行显微组织显现；s2、步骤s1显现的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属材料微观变形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/ns1、工件测量部位显微组织显现；/ns2、步骤s1显现的工件测量部位原始显微组织图像采集，工件测量部位变形产生及显微组织图像再采集；/ns3、工件测量部位变形大小的测量。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属材料微观变形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、工件测量部位显微组织显现；
s2、步骤s1显现的工件测量部位原始显微组织图像采集，工件测量部位变形产生及显微组织图像再采集；
s3、工件测量部位变形大小的测量。


2.根据权利要求1所述的金属材料微观变形测量方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
1)工件测量部位研磨；
2)对经过研磨的工件表面进行抛光。


3.根据权利要求2所述的金属材料微观变形测量方法，其特征在于，所述步骤s1还包括：3)采用侵蚀法或干涉层法对经过抛光的工件表面进行显微组织显现。


4.根据权利要求2所述的金属材料微观变形测量方法，其特征在于，所述步骤1)中研磨为采用粒度从大到小的砂纸或磨盘进行依次磨制，直至工件测量部位无可见划痕。


5.根据权利要求2所述的金属材料微观变形测量方法，其特征在于，所述步骤2)中抛光为使用抛光方法消除工件表面因研磨产生的磨痕，使工件表面达到镜面光洁度，并且没有磨制缺陷。


6.根据权利要求2或5所述的金属材料微观变形测量方法，其特征在于，所述步骤2)中抛光方法包括机械抛光、电解抛光、振动抛光、显微抛光、显微研磨。


7.根据权利要求3所述的金属材料微观变形测量方法，其特征在于，所述步骤3)中浸蚀法包括化学浸蚀、电解浸蚀、恒电位浸蚀、离子浸蚀、热浸蚀；干涉层法包括化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘课秀，马括，封小亮，谢小武，王恋，卢忠铭，李露水，刘昭杰，
申请(专利权)人：广州特种承压设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44