本發(fā)明涉及材料壽命評估，尤其涉及一種gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、在現(xiàn)代工業(yè)領域中，gh4169高溫合金廣泛應用于航空航天、能源電力、石油化工等關鍵行業(yè)。以航空發(fā)動機為例，其燃燒室、渦輪葉片等核心部件需在高溫、高壓及復雜應力環(huán)境下長期穩(wěn)定運行，這對高溫合金材料的性能提出了極高要求。其中，高溫合金材料的剩余持久壽命評估直接關聯(lián)到相關設備與部件的安全性和經濟性兩大核心要素。

2、相關技術中，通常采用等溫線外推法和最少約束法等外推評估方案對gh4169高溫合金的剩余持久壽命進行評估。然而，等溫線外推法需要大量不同實驗溫度下的實驗數(shù)據進行擬合外推，實驗工作量巨大；最少約束法在實際應用中，數(shù)據計算過程復雜，對計算資源和專業(yè)知識要求較高。

3、因此，傳統(tǒng)高溫合金材料的剩余持久壽命評估方案存在實現(xiàn)過程復雜，且不夠便捷和可靠的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法及系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)高溫合金材料的剩余持久壽命評估方案實現(xiàn)過程復雜，且不夠便捷和可靠的缺陷。

2、一方面，本發(fā)明提供一種gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，包括：

3、獲取對gh4169高溫合金試樣進行短時加速老化試驗和持久拉伸試驗得到的試樣檢測結果，并獲取待評估的gh4169高溫合金部件在實際使用中的現(xiàn)場工況數(shù)據；

4、依據larson-miller參數(shù)表達式，確定加速老化試驗數(shù)學模型，其中，所述加速老化試驗數(shù)學模型用于表征相同應力狀態(tài)下不同服役溫度與持久壽命之間的函數(shù)關系；

5、在相同應力狀態(tài)下，依據gh4169高溫合金試樣在試驗條件中不同實驗溫度下的持久壽命和實際使用中不同服役溫度下的預期壽命，確定加速老化系數(shù)；

6、依據所述試樣檢測結果、加速老化試驗數(shù)學模型、加速老化系數(shù)以及現(xiàn)場工況數(shù)據，得到gh4169高溫合金部件的剩余持久壽命。

7、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，對gh4169高溫合金試樣進行短時加速老化試驗和持久拉伸試驗，包括：

8、在第一設定溫度下對gh4169高溫合金試樣進行首次時效處理，得到初步老化試樣；其中，所述第一設定溫度為gh4169高溫合金試樣穩(wěn)定析出δ相的析出最大溫度；

9、在第二設定溫度下對初步老化試樣進行二次時效處理，得到老化損傷試樣；其中，所述第二設定溫度低于所述第一設定溫度；

10、在不同應力狀態(tài)下對所述老化損傷試樣進行持久拉伸試驗，得到試樣檢測結果。

11、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，依據larson-miller參數(shù)表達式，確定加速老化試驗數(shù)學模型，包括：

12、依據larson-miller參數(shù)表達式，建立larson-miller參數(shù)與第一服役溫度和第一持久壽命之間的第一函數(shù)表達式；

13、依據larson-miller參數(shù)表達式，建立larson-miller參數(shù)與第二服役溫度和第二持久壽命之間的第二函數(shù)表達式；

14、基于相同應力狀態(tài)下larson-miller參數(shù)相等這一聯(lián)立條件，將所述第一函數(shù)表達式與所述第二函數(shù)表達式進行聯(lián)立，得到加速老化試驗數(shù)學模型。

15、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，所述加速老化試驗數(shù)學模型的表達式為：

16、

17、其中，t1表示第一服役溫度，t2表示第二服役溫度，t1表示第一持久壽命，t2表示第二持久壽命，c表示與鋼成分有關的常數(shù)。

18、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，在相同應力狀態(tài)下，依據gh4169高溫合金試樣在試驗條件中不同實驗溫度下的持久壽命和實際使用中不同服役溫度下的預期壽命，確定加速老化系數(shù)，包括：

19、在相同應力狀態(tài)下，將gh4169高溫合金試樣在試驗條件中不同的實驗溫度和各自對應的持久壽命輸入larson-miller參數(shù)表達式，得到多個larson-miller試驗參數(shù)；

20、將實際使用中不同的服役溫度和各自對應的預期壽命輸入larson-miller參數(shù)表達式，得到多個larson-miller預期參數(shù)；

21、將每個larson-miller試驗參數(shù)與對應的larson-miller預期參數(shù)作商，得到多個larson-miller比值；

22、對所述多個larson-miller比值求均值，得到加速老化系數(shù)。

23、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，依據所述試樣檢測結果、加速老化試驗數(shù)學模型、加速老化系數(shù)以及現(xiàn)場工況數(shù)據，得到gh4169高溫合金部件的剩余持久壽命，包括：

24、從所述試驗檢測結果中提取多個關鍵檢測結果；

25、分別將每個關鍵檢測結果中的實驗溫度和持久壽命以及所述現(xiàn)場工況數(shù)據中的現(xiàn)場服役溫度輸入所述加速老化試驗數(shù)學模型，計算得到多個理論壽命；

26、依據所述多個理論壽命、所述加速老化系數(shù)以及所述現(xiàn)場工況數(shù)據中gh4169高溫合金部件的已使用時間，計算得到gh4169高溫合金部件的剩余持久壽命。

27、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，依據所述多個理論壽命、所述加速老化系數(shù)以及所述現(xiàn)場工況數(shù)據中gh4169高溫合金部件的已使用時間，計算得到gh4169高溫合金部件的剩余持久壽命，包括：

28、將每個理論壽命分別與所述加速老化系數(shù)相乘，得到多個等效壽命；

29、將所述多個等效壽命進行均值運算，得到壽命均值；

30、將所述壽命均值與所述現(xiàn)場工況數(shù)據中gh4169高溫合金部件的已使用時間作差，得到剩余持久壽命。

31、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，從所述試驗檢測結果中提取多個關鍵檢測結果，包括：

32、確定短時加速老化試驗和持久拉伸試驗中的關鍵溫度節(jié)點和關鍵應力節(jié)點；

33、將所述試驗檢測結果中關鍵溫度節(jié)點和關鍵應力節(jié)點對應的檢測數(shù)據，作為多個關鍵檢測數(shù)據。

34、根據本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法，所述方法還包括：

35、將所述試樣檢測結果、加速老化試驗數(shù)學模型、加速老化系數(shù)、現(xiàn)場工況數(shù)據以及剩余持久壽命作為報告內容，生成剩余持久壽命評估報告。

36、另一方面，本發(fā)明還提供一種gh4169高溫合金剩余持久壽命評估系統(tǒng)，包括：

37、獲取模塊，用于獲取對gh4169高溫合金試樣進行短時加速老化試驗和持久拉伸試驗得到的試樣檢測結果，并獲取待評估的gh4169高溫合金部件在實際使用中的現(xiàn)場工況數(shù)據；

38、建模模塊，用于依據larson-miller參數(shù)表達式，確定加速老化試驗數(shù)學模型，其中，所述加速老化試驗數(shù)學模型用于表征相同應力狀態(tài)下不同服役溫度與持久壽命之間的函數(shù)關系；

39、計算模塊，用于在相同應力狀態(tài)下，依據gh4169高溫合金試樣在試驗條件中不同實驗溫度下的持久壽命和實際使用中不同服役溫度下的預期壽命，確定加速老化系數(shù)；

40、評估模塊，用于依據所述試樣檢測結果、加速老化試驗數(shù)學模型、加速老化系數(shù)以及現(xiàn)場工況數(shù)據，得到gh4169高溫合金部件的剩余持久壽命。

41、本發(fā)明提供的gh4169高溫合金剩余持久壽命評估方法及系統(tǒng)，通過獲取對gh4169高溫合金試樣進行短時加速老化試驗和持久拉伸試驗得到的試樣檢測結果，以及待評估的gh4169高溫合金部件在實際使用中的現(xiàn)場工況數(shù)據，然后依據larson-miller參數(shù)表達式，確定加速老化試驗數(shù)學模型，之后在相同應力狀態(tài)下，依據gh4169高溫合金試樣在試驗條件中不同實驗溫度下的持久壽命和實際使用中不同服役溫度下的預期壽命，確定加速老化系數(shù)，最后依據試樣檢測結果、加速老化試驗數(shù)學模型、加速老化系數(shù)以及現(xiàn)場工況數(shù)據，得到gh4169高溫合金部件的剩余持久壽命。由于加速老化試驗數(shù)學模型能夠描述相同應力狀態(tài)下不同服役溫度與持久壽命之間的函數(shù)關系，所以依據與待評估的gh4169高溫合金部件所處現(xiàn)場工況相同的應力狀態(tài)下的試樣檢測結果，即可快速實現(xiàn)剩余持久壽命的評估，可避免因評估環(huán)節(jié)停機帶來的經濟損失，可以及時、便捷地評估gh4169高溫合金部件的剩余持久壽命，進而可以有效預防因材料老化失效導致的事故，提高了gh4169高溫合金材料的應用安全性。