一种加速材料性能恶劣的方法

1.本发明涉及一种加速材料性能恶劣的方法，属于材料加工测试领域。


背景技术：

2.材料在工况条件下长期处于高温、高压、辐照、蒸汽、氧化、流动的各种具有腐蚀性的液体等等恶劣的服役环境下，这类材料且处于难以更换或者需要长达数十年的时间后材料进行更换，在长期服役于苛刻的环境下，由于其组织与性能发生改变，例如位错增加，硬度增加，冲击与拉伸性能变化等，将会导致材料发生变形，破裂，氧化皮脱落阻塞管道等等，而在建筑物中一旦使用某种材料，后期基本不可能发生改变，一旦选择的材料与工况条件不适应，性能发生巨大变化，就会导致事故，引起人力与财力的巨大损失，所以对材料性能检测的方法尤为重要，而材料性能的变化又是一个长期的过程，若靠天然环境让材料进行自然变化，需要的时间跨度长，实际中很难实现，所以用实验方法加速材料性能恶劣很重要，可便于科研人员进行研究，分析出各种材料在对应工况下的性能变化，对实际生产具有较大指导意义。
3.

技术实现要素：
本发明提供了一种加速材料性能恶劣的方法，属于材料加工测试领域。旨在通过相关的设备使得被测材料处于一种不正常的环境下，加速样品的变化，这种不正常的环境是我们选择的，被测样品长期处于这种环境下会加速性能恶劣，在被测样品经过这种工况的处理后，我们对样品进行后续处理，观察性能变化情况，即可根据性能变化情况掌握该样品材料在正常情况下的变化规律，进而根据这个规律去选择样品材料的使用。
4.本发明采用的技术方案是：一种加速材料性能恶劣的方法，其特征在于：包括加速热老化、加速氧化、海水腐蚀模拟三种实验方法。
5.进一步的，所述的加速热老化是将材料放置于比工况条件下高几个温档的环境下，加速材料在高温下的性能恶劣趋势，每次控制相应的时间和温度，多次重复实验。
6.进一步的，所述的加速氧化是指将材料处于液体、空气环境条件下，利用装置控制不同的氧含量，观察不同的氧含量对材料的影响，氧含量控制一方面需要维持足够的溶解氧，使材料表面能形成保护性的氧化物膜，以阻止或减缓材料组成元素向液态中溶解腐蚀；另一方面需要避免铅铋中的氧含量过高，以免材料氧化腐蚀过快，且更高的氧含量有可能导致固态氧化铅析出，产生堵塞反应堆流道的风险口。
7.进一步的，所述的海水腐蚀模拟是将材料放置在人工海水内，控制装置管道形状，安装方式。
8.进一步的，在第一步加速热老化、加速氧化、海水腐蚀模拟三种实验方法处理完成后，人工用砂纸对被测样品进行打磨。
9.进一步的，打磨完成后进行抛光处理，等样品冷却。
10.进一步的，置于流动清水中进行清洗。
11.进一步的，在这个过程中配好腐蚀液，在清洗完成后，将样品置于腐蚀液中腐蚀，
腐蚀完成再次清洗。
12.进一步的，清洗完成后放入用超声进行处理，整个实验步骤完成，即可对样品进行观测。
13.进一步的，加速热老化所实验的时间，可运用阿伦尼乌斯公式进行计算，，式中：q-材料热激活能，r-气体常数8.314。
14.进一步的，所述的打磨步骤砂纸目数选择依次为：360目、600目、800目、1000目、1500目、2000目、3000目，最开始使用360目进行打磨，依次进行，最终为3000目。
15.进一步的，砂纸打磨过后再使用抛光机进行抛光。
16.进一步的，所述的腐蚀步骤需要用到的腐蚀液包括：盐酸、cucl2、去离子水、硝酸、硫酸、苦味酸、酒精、fecl3、cuso4、甘油、甲醇、氯化锡、氯化镁、高锰酸钾、重络酸钾、氢氧化钾、氢氟酸。
17.进一步的，所述的腐蚀步骤中由于腐蚀液对人体存在损害，所以在操作过程中需要佩戴好护目镜，戴好手套，腐蚀液专门储存，实验完成后需要将腐蚀液专门处理。
18.进一步的，所述的加速热老化采取的温度为400
°
——800
°
，每20
°
为一个阶段，即可以采用400
°
、420
°
、440
°
、460
°
进行实验。
19.进一步的，所述的加速氧化实验方法采用输氧设备对实验容器进行输氧处理，内部设置氧气含量检测设备，对容器内部氧气含量进行实时检测，若低于需要的氧气含量，则进行输氧处理，若高于需要的氧气含量，则输入空气，在到达实验时间后，设备停止，实验人员可将样品取出做后续观测。
20.进一步的，所述的海水腐蚀模拟中利用装置将容器内的溶液循环对流，模拟工况条件下海水的流动，尽量符合海洋环境，还设置有通电装置，能对样品进行通电处理，加速腐蚀。
21.与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、提供了一种计算热处理时间的公式；2、提供了一种加速性能恶劣的方法及实验步骤；3、主要提供了加速热老化、加速氧化、海水腐蚀模拟三种实验方法。
附图说明
22.图1为本发明实验流程图。
23.具体实施方式：为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明作进一步说明。应该理解，这些描述只是实例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
24.请参阅图1，本发明提供了一种加速材料性能恶劣的方法，属于材料加工测试领域。旨在通过相关的设备使得被测材料处于一种不正常的环境下，加速样品的变化，这种不正常的环境是我们选择的，被测样品长期处于这种环境下会加速性能恶劣，在被测样品经
过这种工况的处理后，我们对样品进行后续处理，观察性能变化情况，即可根据性能变化情况掌握该样品材料在正常情况下的变化规律，进而根据这个规律去选择样品材料的使用。
25.本发明采用的技术方案是：一种加速材料性能恶劣的方法，其特征在于：包括加速热老化、加速氧化、海水腐蚀模拟三种实验方法。
26.进一步的，所述的加速热老化是将材料放置于比工况条件下高几个温档的环境下，加速材料在高温下的性能恶劣趋势，每次控制相应的时间和温度，多次重复实验。
27.进一步的，所述的加速氧化是指将材料处于液体、空气环境条件下，利用装置控制不同的氧含量，观察不同的氧含量对材料的影响，氧含量控制一方面需要维持足够的溶解氧，使材料表面能形成保护性的氧化物膜，以阻止或减缓材料组成元素向液态中溶解腐蚀；另一方面需要避免铅铋中的氧含量过高，以免材料氧化腐蚀过快，且更高的氧含量有可能导致固态氧化铅析出，产生堵塞反应堆流道的风险口。
28.进一步的，所述的海水腐蚀模拟是将材料放置在人工海水内，控制装置管道形状，安装方式。
29.进一步的，在第一步加速热老化、加速氧化、海水腐蚀模拟三种实验方法处理完成后，人工用砂纸对被测样品进行打磨。
30.进一步的，打磨完成后进行抛光处理，等样品冷却。
31.进一步的，置于流动清水中进行清洗。
32.进一步的，在这个过程中配好腐蚀液，在清洗完成后，将样品置于腐蚀液中腐蚀，腐蚀完成再次清洗。
33.进一步的，清洗完成后放入用超声进行处理，整个实验步骤完成，即可对样品进行观测。
34.进一步的，加速热老化所实验的时间，可运用阿伦尼乌斯公式进行计算，，式中：q-材料热激活能，r-气体常数8.314。
35.进一步的，所述的打磨步骤砂纸目数选择依次为：360目、600目、800目、1000目、1500目、2000目、3000目，最开始使用360目进行打磨，依次进行，最终为3000目。
36.进一步的，砂纸打磨过后再使用抛光机进行抛光。
37.进一步的，所述的腐蚀步骤需要用到的腐蚀液包括：盐酸、cucl2、去离子水、硝酸、硫酸、苦味酸、酒精、fecl3、cuso4、甘油、甲醇、氯化锡、氯化镁、高锰酸钾、重络酸钾、氢氧化钾、氢氟酸。
38.进一步的，所述的腐蚀步骤中由于腐蚀液对人体存在损害，所以在操作过程中需要佩戴好护目镜，戴好手套，腐蚀液专门储存，实验完成后需要将腐蚀液专门处理。
39.进一步的，所述的加速热老化采取的温度为400
°
——800
°
，每20
°
为一个阶段，即可以采用400
°
、420
°
、440
°
、460
°
进行实验。
40.进一步的，所述的加速氧化实验方法采用输氧设备对实验容器进行输氧处理，内部设置氧气含量检测设备，对容器内部氧气含量进行实时检测，若低于需要的氧气含量，则进行输氧处理，若高于需要的氧气含量，则输入空气，在到达实验时间后，设备停止，实验人
员可将样品取出做后续观测。
41.进一步的，所述的海水腐蚀模拟中利用装置将容器内的溶液循环对流，模拟工况条件下海水的流动，尽量符合海洋环境，还设置有通电装置，能对样品进行通电处理，加速腐蚀。
42.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例子。