【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温合金叶片孔洞变形识别，特别是一种微米尺度下孔洞变形的应变集中度的表征方法。
技术介绍
1、近年来，镍基单晶高温合金叶片因为内部损伤积累，引发再结晶使得材料性能大幅下降而提前失效直接或间接导致人员伤亡，经济损失的例子。为了有效避免这种情况，需要提前对材料的受损状态以及再结晶倾向进行研究，找到引发再结晶所需要的最小应变集中程度。
2、基于传统的变形损伤以及再结晶问题还停留在极显微尺度下的材料和性能表征，包括强化相表征，位错组态观察，在表征过程中存在耗时长，结果局限，测量信息不够全面而不能够得到样品的的整体结构动态信息，进而导致在后续热处理过程中构件整体的再结晶现象和用于微纳表征的样品微观结构不能直接联接，这使得再结晶行为的预测和评估不具备工程实用性。
3、在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种微米尺度下孔洞变形的应变集中度的表征方法，依托于dic图像识别技术，通过含孔样品的塑性变性实验，提出应变集中度的概念，依托热处理回复实验建立再结晶行为与局部应变集中度的数据库。通过不同镍基高温合金数据库的建立，能够在实际工程中对于材料失效提前预测发挥重要作用，对于结构损伤识别和再结晶行为判定有极大的帮助作用，能够使得应变集中度能够用于预测和评估变形构件的损伤程度以及后续热处理再结晶行为的判定，建立应变集中度和再结晶行为的数据库，从而
2、微米尺度下孔洞变形的应变集中度的表征方法包括以下步骤：
3、步骤s1，对含孔样品施加塑性变形，利用光镜或扫描电子显微镜分别对样品的表面形貌进行图片拍摄和分析区域(region of interest，roi)选取，得到含孔样品变形的roi时序图像；
4、步骤s2，对所述时序图像进行相关性分析得到roi应变数据；
5、步骤s3，对所述应变数据进行应变集中度计算，得到含孔样品的roi应变集中度函数，从而进行损伤位置和损伤程度判定；
6、步骤s4，对损伤程度评估后的含孔样品进行热处理实验，利用ebsd观察roi区域内的再结晶行为，建立再结晶行为和应变集中度的关系。
7、所述的方法中，所述步骤s1中，得到含孔样品变形的roi时序图像包括以下步骤：
8、步骤s11，对含孔样品进行抛光以及散斑制备，在整个表面形成满足预定衬度的观测区域，施加塑性变形后，利用光镜或是扫描电子显微镜选择roi区域并拍摄变形过程中含roi区域的时序图片或是视频。
9、所述的方法中，所述步骤s2中，对roi进行相关性分析得到孔洞周围区域的应变数据包括以下步骤：
10、步骤s21.对所述roi区域进行绝对坐标建立，获取初始孔洞区域图像和不同时刻变形后孔洞图像周围的灰度值i(x,y),d(x,y)矩阵；
11、步骤s22.对两幅图像进行相关性处理，计算时序图像的相关性c：
12、
13、在式中，b为孔洞周围子区面积，x,y为图像的像素坐标；u，v为变形前后同一区域的位移变形，i和d分别为初始位置和变形后的图像像素值矩阵，使得c(u，v)取极值得到变形为区域位移值；
14、步骤s23，为得到roi的应变值还包括以下步骤：
15、步骤s231，对所得roi区域位移值进行处理提取，得到应变数据exx,exy,eyy：
16、
17、
18、
19、式中u，v为变形前后同一区域的位移变形，exx,exy,eyy分别为x方向应变，剪切应变和y方向应变，通过分析处理三个方向应变值得出样品某一局部塑性变形的三类分量类型。
20、所述的方法中，所述步骤s3中，对所述应变数据进行角相关应变集中度分析包含以下步骤：
21、步骤s31.以孔洞为中心，在不同角度φ分别得到kexx,kexy,keyy函数，
22、
23、
24、
25、式中ei，ej，ek为φ方向上的应变值，取exx,exy,eyy三种类型之一,σe,μe则为应变数据的方差和平均值，n为φ方向计算所有应变数据的总数；
26、通过在不同角度φ取值计算k值，得到应变数据exx，eyy或exy,应变集中度k与孔洞位置φ的关系，进而评估出材料在孔洞周围受损状态。
27、所述的方法中，步骤s4中，对于变形的含孔样品进行抛光以及相应热处理实验，结束后观察区域内的再结晶行为，对比含孔样品局部的应变集中度信息，并最终得到含孔样品的应变集中度和含孔样品再结晶行为的关系。
28、所述的方法中，所述孔洞尺寸为微米级。
29、所述的方法中，所述含孔样品为单晶体系合金。
30、所述的方法中，所述含孔样品为镍基单晶高温合金叶片。
31、有益效果
32、本专利技术基于dic技术的图像相关性识别方法，联合力学加载系统能够实现微米尺度下的塑性变形过程的宏观应变集中度分布，尤其是对于含孔洞样品的表征。可以对于易变形积累的孔洞周围进行应变集中度测量，能够更加全面的评估材料在变形之后的损伤程度。甚至在后续的热处理实验中，通过不同变形区域的再结晶行为最终建立起再结晶行为和应变集中度的关系，能够迅速而准确的增加材料损伤评估和再结晶行为预测，以此来进行工程上的构件更换修复决策指导。更重要的，这一判定模式并不局限于镍基单晶高温合金，对于其他单晶体系合金，通过建立变形之后的应变集中度识别和再结晶行为的数据库，同样能够适用。
33、相比于传统的完全微观表征技术，本方法具有非接触式表征的最大优点，能够在不破坏样品或是构件的前提下进行结果提取，除此外本方法还能够更加快速实现样品的局部区域受损程度表征，同时表征尺度更加贴紧工程应用，具有更好的实用性。最后一点是该方法的可移植性，对于受损程度的判断，以及再结晶行为的研究并不仅局限于本实验所用单晶样品，其他对单晶结构有特殊要求的其他材料，在建立相应应变集中度和再结晶行为数据库后，也能够方便快捷的投入实际应用，极大地增加材料损伤评估和在结晶行为预测的目的。
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1.一种微米尺度下孔洞变形的应变集中度的表征方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述步骤S1中，得到含孔样品变形的时序图像包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，对所述时序图像进行相关性分析得到孔洞周围区域的应变数据包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，对于变形的含孔样品进行热处理实验以及EBSD技术测试，结束后观察区域内的再结晶行为，对比含孔样品局部的应变集中度信息，并最终得到含孔样品的应变集中度和含孔样品再结晶行为的关系。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔洞尺寸为微米级。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含孔样品为单晶体系合金。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含孔样品为镍基单晶高温合金叶片。
【技术特征摘要】
1.一种微米尺度下孔洞变形的应变集中度的表征方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述步骤s1中，得到含孔样品变形的时序图像包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，对所述时序图像进行相关性分析得到孔洞周围区域的应变数据包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4中，对于变形的含...
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