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測試標準
GB/T 7704-2017、GB/T 38952-2020、GB/T 33210-2016、GB/T 33163-2016、GB/T 31310-2014、GB/T 31218-2014、GB/T 24179-2009、GB/T 38811-2020、ASTM E837-99等。
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測試目的
金屬材料在機械加工和熱加工的過程中都會產生不同的殘余應力。殘余應力的存在對材料的力學性能有著重大的影響,因此,殘余應力的檢測對于熱處理工藝、表面強化處理工藝、消除應力工藝的效果及不良品的控制分析有著重要意義。
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測試方法
殘余應力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。有損測試方法就是應力釋放法,也可以稱為機械的方法;無損方法就是物理的方法。機械方法用得最多的是鉆孔法(盲孔法),其次還有針對一定對象的環芯法。物理方法中用得最多的是X射線衍射法,其他主要物理方法還有中子衍射法、磁性法、超聲法以及壓痕應變法。
殘余應力檢測方法主要包括盲孔法、磁測法和X射線法。
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1盲孔法
盲孔法殘余應力檢測法就是在工件的被測部位貼上應變花(計),通過在應變花(計)中心打一個Φ2mm左右的小盲孔引起殘余應力的釋放,同時,由殘余應力測試儀將這種釋放量測出并通過計算得出該部位的殘余應力大小和方向。
盲孔法殘余應力檢測的步驟如下:
1)、 在工件上選定殘余應力測量點,一般是選擇工件上殘余應力值最大的點或工件在使用過程中承力最大的點;
2)、將被測點表面打磨到粗糙度Ra0.8左右;
3)、用炳酮或酒精將打磨面清洗干凈;
4)、用快凝膠將應變花(計)粘貼在被測點;
5)、快凝膠凝固后,將應變計上的應變片的引線與殘余應力檢測儀的測量線通過接線端子連接起來;
6)、將殘余應力檢測儀修正調零;
7)、用專用裝置在應變花(計)中心打一個Φ2mm、深約2.5mm的盲孔;
8)、打完孔15分鐘后,用檢測儀測量打孔后釋放的應變量,同時自動計算出殘余應力值的大小和應力方向。
3.2磁測法
磁測法殘余應力檢測法主要是通過磁測法來測定鐵磁材料在內應力的作用下磁導率發生的變化確定殘余應力的大小和方向。眾所周知,鐵磁材料具有磁疇結構,其磁化方向為易磁化軸向方向,同時具有磁致伸縮性效應,且磁致伸縮系數是各向異性的,在磁場作用下,應力產生磁各向異性。磁導率作為張量與應力張量相似。本儀器通過精密傳感器和高精度的測量電路,將磁導率變化轉變為電信號,輸出電流(或電壓)值來反映應力值的變化,并通過裝有特定殘余應力計算機軟件的計算機計算,得出殘余應力的大小、方向和應力的變化趨勢。
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3X射線法
X射線應力分析為測量材料近表層約10um深的殘余應力提供了一種非破壞性測量方法。常用于測試脆性和不透明材料。基本原理是當試樣中存在殘余應力時,晶面間距將發生變化,發生布拉格衍射時,產生的衍射峰也將隨之移動,而且移動距離的大小與應力大小有關。測試時以測量衍射線位移作為原始數據,所測得的結果實際上是殘余應變,而殘余應力是通過虎克定律由殘余應變計算得到的。