一种金属3D打印试样微观结构演变的原位测试方法与流程

本发明属于增材制造，具体涉及一种金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法。

背景技术：

1、激光选区熔化(slm)是金属3d打印技术的重要发展方向，不过受slm工艺特点影响，在实际打印过程中还是难以制造出100％致密度的样件。在长时间高温载荷条件下，slm样件的微观结构会产生蠕变损伤和蠕变裂纹。蠕变变形与温度密切相关，一般当温度t≥0.3～0.5tm(tm为熔点，单位为k)时，蠕变变形较显著。目前，由于缺乏微观尺度上的原位蠕变实验，使得slm样件在高温蠕变过程的晶界动力学、位错动力学和微观损伤机制尚不明确。

技术实现思路

1、本发明涉及一种金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

2、本发明涉及一种金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，所述原位测试方法包括：

3、s1，从待测试样上切取两个测试小样；

4、s2，将两个测试小样分别加工成拉伸试样和内嵌夹具；

5、s3，将所述拉伸试样和内嵌夹具放置到原位力学测试设备的对应位置处，进行拉伸实验；

6、s4，观测在拉伸过程和蠕变过程中，所述拉伸试样的微观结构的变化情况。作为实施方式之一，所述原位力学测试设备为原位tem测试设备，其中，将所述拉伸试样和所述内嵌夹具分别设置在原位力学测量杆的两端。

7、作为实施方式之一，s2包括：

8、s21，将两个测试小样分别制备成针状试样；

9、s22，分别对两个针状试样进行图形化刻蚀加工，获得所述拉伸试样和所述内嵌夹具。

10、作为实施方式之一，s21具体包括：

11、除去所述测试小样的切削变形层；

12、通过逐步刻蚀加工的方式，将所述测试小样制备成针状试样。

13、作为实施方式之一，通过电解抛光的方式去除所述切削变形层，其中，采用酸性电解液。

14、作为实施方式之一，采用聚焦离子束对两个针状试样进行图形化刻蚀加工。

15、作为实施方式之一，所述聚焦离子束采用的离子源为镓离子，图形化刻蚀加工步骤中，离子束能量为20～40kev，束流密度为3～5a/cm2，刻蚀速度为0.1μm/h～5μm/h。。

16、作为实施方式之一，所述拉伸试样包括试样本体，所述试样本体的一端扩大形成铃头部，所述内嵌夹具匹配性地具有收容所述铃头部的夹持腔以及供所述试样本体穿过的让位通道。

17、作为实施方式之一，进行多次拉伸实验，观测所述拉伸试样在每次拉伸实验中的微观结构变化情况；

18、其中，每次拉伸实验过程中，将所述拉伸试样加热至设定温度，保温一段时间，在施加设定应力的情况下进行保载设定时间。

19、作为实施方式之一，所述测试小样为片状金属薄样。

20、本发明至少具有如下有益效果：

21、本发明中，采用待测试样制取拉伸试样和内嵌夹具，由于拉伸试样尺寸较小，通过内嵌夹具对拉伸试样进行过渡夹持，可以保证对拉伸试样的夹持稳定性和约束可靠性，避免采用标准夹具夹持拉伸试样造成夹持不牢靠，拉伸试样憋力、变形甚至扭转断裂等情况，因而可以便于金属3d打印试样微观结构演变的原位测试，能提高测试结果的准确性。

技术特征：

1.一种金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于，所述原位测试方法包括：

2.如权利要求1所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于，s2包括：

4.如权利要求3所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于，s21具体包括：

5.如权利要求4所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于：

6.如权利要求3所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于：

7.如权利要求6所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于：

8.如权利要求1至7任一项所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于：

9.如权利要求1所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于：

10.如权利要求1所述的金属3d打印试样微观结构演变的原位测试方法，其特征在于：所述测试小样为片状金属薄样。

技术总结
本发明涉及一种金属3D打印试样微观结构演变的原位测试方法，包括：从待测试样上切取两个测试小样；将两个测试小样分别加工成拉伸试样和内嵌夹具；将所述拉伸试样和内嵌夹具放置到原位力学测试设备的对应位置处，进行拉伸实验；观测在拉伸过程和蠕变过程中，所述拉伸试样的微观结构的变化情况。本发明中，采用待测试样制取拉伸试样和内嵌夹具，由于拉伸试样尺寸较小，通过内嵌夹具对拉伸试样进行过渡夹持，可以保证对拉伸试样的夹持稳定性和约束可靠性，避免采用标准夹具夹持拉伸试样造成夹持不牢靠，拉伸试样憋力、变形甚至扭转断裂等情况，因而可以便于金属3D打印试样微观结构演变的原位测试，能提高测试结果的准确性。

技术研发人员：张国庆,东芳
受保护的技术使用者：湖南珞佳增材制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14