西安TOFD检测-西安金属材料化学成分分析生产厂家

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残余应力的测量

01、有损应力测量法

1.1 盲孔法

盲孔法在1934年由德国学者MatharJ提出，现已经发展的较为成熟。其原理就是在被测工件的表面贴上应变花，并对工件打孔，孔周围应力松弛，而形成新的应力/应变场分布J；通过标定应变释放系数A、B，基于弹性力学原理可推算出工件原有残余应力及应变。

1.2 压痕法

压痕法是基于硬度测试原理发展起来的，是一种无损或微损的应力测量技术。其原理是局部载荷作用下，存在内应力构件会因应力叠加会产生位移和应变，测量出位移△Z和应变△ε，可推算出构件原有表面残余应力(一般的压痕直径和深度为1.2mm×0.2mm)。

压痕法测定时需要注意的问题包括：压痕测试区和周围塑性应变区控制，如果塑性应变区完全与测试区重合，则影响测量结果，塑性区完全隔绝，则测试灵敏度下降;压痕应变增量与残余应力的函数关系确立;标定实验和模拟计算，确立应变增量与材料特性之间的定量关系，以计算模拟代替标定。

1.3 切割法

切割法是将金属沿变形平面切开，测量切割面的变形轮廓，然后将测试轮廓进行拟合，将拟合结果作为有限元模型的边界条件进行弹性计算获得了内部垂直切割平面的应力分布，可以得到切割面应力的分布趋势和特征，适用于大块材料残余应力的定性测量。

切割法由于将结构件破坏，残余应力释放完全，测量精度高。可利用电阻应变计测量释放应力，间接得到样品内的初始残余应力。

02、无损应力测量法

2.1 超声波法

超声波法是通过超声波在材料内部的传播特性，即拉应力引起声波传播时间变长声速变慢，压应力相反，利用应力引起的声双折射效应对应力进行测量。应力改变引起声速变化很微小，100MPa大约只引起声速0.1%的变化。临界折射纵波(LCR)是折射角为90度时的折射纵波，其对应力敏感，应片也为广泛。

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焊接缺陷检验的常用方法

1，外观检验，通常就是靠肉眼观测检验，借助一些工具能大大提高检验的准确性，常用的工具有：焊缝检验规、卷尺、钢直尺、低倍放大镜等，一般是检验焊缝外部的缺陷。

2，气密性检验，一般是对熔器、管道等须要对其进行气密性检验，根据被测对象的要求不同进行不一样的检验。①沉水试验，将充有压力的容器放在水槽内下压深度，然后缓慢转动，观察容器上是否有气泡来断定是否渗漏。②肥皂水检验，在充有一压力气体的容器上用蘸有皂液的毛刷依次向焊缝涂抹，全部未出现气泡则为合格。

3，煤油试验，它是利用煤油的强渗透能力，对焊缝致密性进行检验在焊缝一侧（容器的外侧）涂石灰水，石灰水干后再焊缝的另一侧（容器的内侧）涂煤油，检验白石灰上是否出现油斑。

4，压力试验，也叫耐压试验，它包括水压试验和气压试验。压力试验是通过对容器加压（水压或气压）到试验压力，检验其有无渗漏和保压情况的检验方法。试验压力应高于工作压力，否则不能保证容器的安全运行。压力试验用于评定锅炉、压力容器、压力管道等焊接构件的整体强度性能、变形量大小及有无渗漏现象。压力试验一方面检验结构的致密性，另一方面还能检演结构的强度。水压试验，当充满水同时完全排净空气后关闭水阀，再用高压水泵对容器分级加压直至达到试验压力（一般为工作压力的1.25～1.5倍）；检验焊缝有无水珠（渗漏），如果有说明有渗漏；检验保压情况，停止加压后保压5～10min，压力应无明显下降。气压试验，采用高压气泵对容器进行逐级升压每升一级保压时间，直至升到规定的试验压力，用皂水检查是否渗漏，并检查保压情况。

1、什么是残余应力

残余应力是工件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响就是残余应力。

从能量作功的角度来理解，外力使物体发生塑性变形时会导致物体内部发生变形，因而积累一部分能量；当外力消除后，内部应力分布不均匀的能量要进行释放，如果物体的脆性低，则物体会缓慢变形，脆性高则形成裂纹。

残余应力在机械制造中非常常见，往往各个工艺都会产生残余应力。不过，从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结成三类：

第一类，不均匀的塑性变形；第二类，不均匀的温度变化；第三类，不均匀的相变。

2、残余应力的危害

从残余应力的分类可以看出，残余应力会引起物体缓慢变形，导致物体尺寸的改变，导致机械加工工件尺寸不合格，仪器生产中导致整台仪器丧失精度成为废品，铸造锻造工件出现裂纹甚至断裂，同时对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命等，也有着十分重要的影响。

铸件在冷却的过程中，由于工艺的不合理导致冷却不均匀而产生残余热应力导致铸件断裂。

热处理的淬火过程中，过冷奥氏体进行马氏体转变时容易导致材料断裂。

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