基于磁法技术的不锈钢残余应力检测研究

摘要

不锈钢由于具有优良的性能,在众多工业领域中发挥着重要作用,如核能、船舶、航空等。通过一系列现象可以发现,在试件中,如果存在较大的应力,受到外界环境的相关加载影响或者是外力作用时,试件往往会在使用过程中产生裂纹或者是断裂,进而导致重大事故。因此,对于不锈钢残余应力检测技术的研究具有重要意义。
　　针对不锈钢类材料试件中所存在或产生的残余应力的检测,本课题提出了一种新的设想和方法,即以地磁场为背景,利用高精度的磁矢量传感器,采用磁法检测技术,对试件的表面进行磁感应强度的检测。由于残余应力的存在,在一定程度上,会对试件的磁导率产生影响,进而改变试件表面的磁感应强度。采用实验研究的方法,大量的重复性实验数据表明,磁法技术对不锈钢类材料中残余应力检测是可行的及可靠的。首先对304不锈钢板进行原始的磁信号,利用自主研发的磁法仪器进行测定;同时对试件的应力和应变情况进行测定,随后,对试件分别进行热处理和加载实验。热处理部分是以500℃的温度对试件的应力应变的消减,改变处理时间(4h、6h、8h、10h、12h),再分别测定其相关数据(磁感应强度、应力和应变情况、晶粒大小等),得出相关规律:应力应变越小,磁感应强度就越小;同时晶粒尺寸增加。在加载实验方面,以相同的加载强度(不同的时间)和不同的加载强度(相同的加载时间)进行,通过对所得的实验数据结果发现加载强度相同时间不同,应力应变的变化不是很明显,且磁感应强度变化幅度逐渐减小;在相同的时间不同的加载强度实验发现,随着加载强度的增加,磁感应强度也在增加,增加幅度有所扩大,同时应力和应变也在增加,但晶粒在减小。
　　通过残余应力检测试验,结果表明,磁法检测技术可以有效检测304不锈钢材料中残余应力分布状态。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2残余应力检测方法的发展与现状

1.3残余应力检测方法的现状

1.4.课题研究的主要内容

第2章 磁法测量应力检测技术的基本理论

2.1不锈钢中的合金元素

2.2不锈钢的组织结构

2.3不锈钢的热处理工艺

2.4不锈钢的强韧化

2.5 物质磁性的基本内容

2.6磁法检测原理

2.7本章小结

第3章 试验材料及试验仪器

3.1 实验方案

3.2试验材料

3.3检测仪的选择

3.4本章小结

第4章 热处理对残余应力的影响

4.1数据检测步骤

4.2所得数据结果及分析

4.3 本章小结

第5章 加载对残余应力的影响

5.1数据检测步骤

5.2 相同加载力下试件数据

5.3 相同的加载时间

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢