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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种基于高合金钢表层和次表层本构关系的压痕反演提取方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119738298B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411924862.3，技术领域涉及：G01N3/46；该发明授权一种基于高合金钢表层和次表层本构关系的压痕反演提取方法是由刘雨麟;王黎钦;林飞虎;韩永政设计研发完成，并于2024-12-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于高合金钢表层和次表层本构关系的压痕反演提取方法在说明书摘要公布了：一种基于高合金钢表层和次表层本构关系的压痕反演提取方法，它属于材料力学性能表征领域。本发明解决了现有的本构关系提取方法的效率低、误差大的问题。本发明通过将球型压头尖端的纳米压痕实验及维氏压痕实验相结合，完整地提取了材料表层‑次表层的本构关系，克服了非均质梯度材料由于微观成分的变化而导致的材料性能变化难以预测的问题，保证了本构关系提取的精度。同时依靠硬度测量与简单的有限元分析，避免了大量材料参数的计算，提高了梯度本构关系提取的效率。本发明方法可以用于高合金钢、碳化物含量大的渗碳钢等梯度材料的力学性能的高效率、高精度表征。本发明方法可以应用于材料力学性能表征领域。

本发明授权一种基于高合金钢表层和次表层本构关系的压痕反演提取方法在权利要求书中公布了：1.一种基于高合金钢表层和次表层本构关系的压痕反演提取方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤： 步骤一、在高合金钢的表层区域进行球型压头尖端纳米压痕实验，并在实验过程中连续测量材料表层区域的弹性模量、接触刚度数据以及接触载荷-压痕深度数据； 步骤二、根据步骤一测量的弹性模量、接触刚度数据、接触载荷-压痕深度数据和球型压头尖端半径分别计算几何接触半径和Hertz接触半径； 再根据几何接触半径和Hertz接触半径，得到四种不同的压痕应力应变曲线上的数据； 步骤三、根据步骤二获得的各种压痕应力应变曲线上的数据，对每种压痕应力应变曲线进行处理标定，获得塑性本构方程； 步骤四、对高合金钢次表层区域热处理方向上的一个深度位置进行球型压头尖端纳米压痕实验，即采用步骤一至步骤三的方法提取当前深度位置的塑性本构方程，基于塑性本构方程中的应变硬化指数来确定当前深度位置的应变硬化指数范围； 步骤五、利用显微维氏硬度计对步骤四的当前深度位置进行N次维氏硬度测量，将N次维氏硬度测量结果的平均值作为当前深度位置的基本维氏硬度； 步骤六、根据步骤四中获得的应变硬化指数范围以及代表性塑性应变与应变硬化指数的关系，获得每个应变硬化指数对应的代表性塑性应变； 基于膨胀型腔模型和基本维氏硬度分别获得应变硬化指数范围内每个应变硬化指数对应的流动曲线，并基于代表性塑性应变计算每个流动曲线的约束因子； 步骤七、对步骤四中的当前深度位置进行宏观维氏压痕实验，再对高合金钢进行切片并逐步进行抛光直至抛光到压痕对角线，显示出最大表面压痕下方的梯度塑性应变区； 步骤八、在梯度塑性应变区进行显微维氏压痕实验，即在梯度塑性应变区内以固定间距选取各个压痕位置，并分别测量选取的每个压痕位置的维氏硬度，直至测得的维氏硬度与步骤五中的基本维氏硬度相同时结束测量，获得全部测量位置； 步骤九、根据步骤六中获得的任意一条流动曲线建立二维轴对称有限元分析模型，再利用建立的二维轴对称有限元分析模型还原步骤七中的宏观维氏压痕实验，分别获得步骤八中的每个测量位置对应的等效塑性应变实验值； 将每个测量位置的等效塑性应变实验值分别带入该条流动曲线，计算出每个测量位置对应的压痕投影面积硬度；再根据每个测量位置的压痕投影面积硬度计算值与步骤八中每个测量位置的维氏硬度来计算该条流动曲线对应的压痕投影面积硬度偏差； 同理，分别计算出步骤六中的每条流动曲线对应的压痕投影面积硬度偏差，将最小硬度偏差对应的流动曲线作为步骤四中当前深度位置的一个塑性本构关系； 步骤十、改变高合金钢次表层区域热处理方向上的深度位置，再对新的深度位置返回执行步骤四至步骤九； 步骤十一、利用步骤三获得的高合金钢表层的塑性本构关系和步骤四以及步骤九获得的次表层各深度位置的塑性本构关系获得压痕反演结果。

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