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F18覆铜钢拉伸性能与显微结构分析

金属功能材料 2012年第2期19卷 47-54页

作者：袁永立何国求张玉刚刘斌同济大学材料科学与工程学院上海市金属功能材料开发应用重点实验室上海200092

通过对F18覆铜钢的基本性能的分析,结合枪弹弹壳的实际生产工艺,设计两条工艺路线对试样进行预变形拉伸,选出强化效果好的工艺。两个工艺中,在保证不发生劲缩的前提下使每次变形量尽量达到最大,并且中间配合退火处理。两组试样的3次拉... 详细信息

通过对F18覆铜钢的基本性能的分析,结合枪弹弹壳的实际生产工艺,设计两条工艺路线对试样进行预变形拉伸,选出强化效果好的工艺。两个工艺中,在保证不发生劲缩的前提下使每次变形量尽量达到最大,并且中间配合退火处理。两组试样的3次拉伸变形量,工艺1为25%、18%和14%,工艺2为25%、25%和7%。3次拉伸后,对所得试样进行静载拉伸试验表明,在总变形量相等的条件下,工艺1得到的试样强度和硬度较高,组织较好。

关键词：覆铜钢静载拉伸退火拉伸断口

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基于金属磁记忆的局部屈服诊断新方法研究

热加工工艺 2014年第14期43卷 87-89,92页

作者：于敏缑瑞宾张春雨乔印虎安徽科技学院城建与环境学院安徽凤阳233100 安徽科技学院机电与车辆工程学院安徽凤阳233100

为研究Q235和20g两种母材静载拉伸过程中磁波动规律,采用微观点应变测量和宏观磁记忆检测相结合的试验方法,实现了屈服与磁畸变对应关系研究,力求获得磁畸变的产生机理,进而证明磁记忆对屈服具有独特的诊断功效。结果表明:两种材料磁畸... 详细信息

为研究Q235和20g两种母材静载拉伸过程中磁波动规律,采用微观点应变测量和宏观磁记忆检测相结合的试验方法,实现了屈服与磁畸变对应关系研究,力求获得磁畸变的产生机理,进而证明磁记忆对屈服具有独特的诊断功效。结果表明:两种材料磁畸变规律相同,磁畸变产生于屈服阶段,屈服后基本消失,磁畸变与屈服发生的时间和位置具有一一对应关系;金属磁记忆可对屈服实施定量评价,为在早期缺陷形成前发现安全隐患提供了新途径。

关键词：金属磁记忆局部屈服静载拉伸磁畸变应变测量

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铁磁材料磁记忆信号与切口宽度的相关性

中国表面工程 2014年第5期27卷 137-142页

作者：王慧鹏董丽虹董世运徐滨士刘辉装甲兵工程学院再制造技术重点实验室北京100072 中联重科股份有限公司长沙410007

为探索裂纹宽度与磁记忆信号之间的关系,以45CrNiMoVA钢为试验材料,对具有不同预置切口宽度的试件进行静载拉伸试验,并采用磁记忆检测仪检测试件表面的磁记忆信号,研究了不同外加载荷下试件表面磁记忆信号的变化,并对各预置切口位置处... 详细信息

为探索裂纹宽度与磁记忆信号之间的关系,以45CrNiMoVA钢为试验材料,对具有不同预置切口宽度的试件进行静载拉伸试验,并采用磁记忆检测仪检测试件表面的磁记忆信号,研究了不同外加载荷下试件表面磁记忆信号的变化,并对各预置切口位置处磁记忆信号梯度变化进行分析。结果表明:随着外加载荷的增加,试件表面磁记忆信号不断增强,矩形槽位置处磁记忆信号梯度变化加剧,磁记忆信号梯度值随外加载荷的增加而单调增大;外加载荷值相同时,磁记忆信号梯度随裂纹宽度先减小后增大,而非简单的线性关系。

关键词：静载拉伸磁记忆信号信号梯度裂纹宽度

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外加磁场对Q235钢力磁效应影响试验研究

中国测试 2019年第6期45卷 46-53页

作者：樊清泉任尚坤任仙芝许洋段振霞南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室

为研究外加磁场对铁磁材料力磁效应的影响,制作通不同大小直流电的螺旋管作为外加磁场,对带有圆孔缺陷的Q235钢试件进行干扰的静载拉伸试验。结果表明:在地磁场环境中,经去应力退火的试件在没有施加载荷时,初始磁感应强度值趋近于0,磁... 详细信息

为研究外加磁场对铁磁材料力磁效应的影响,制作通不同大小直流电的螺旋管作为外加磁场,对带有圆孔缺陷的Q235钢试件进行干扰的静载拉伸试验。结果表明:在地磁场环境中,经去应力退火的试件在没有施加载荷时,初始磁感应强度值趋近于0,磁记忆信号曲线近似水平直线;在施加载荷时,法向磁信号和切向磁信号曲线均发生波动,产生非线性变化;在一定外加磁场范围内,在外加磁场方向和地磁场方向存在差异时,外加磁场与磁记忆信号具有不同的相关性,同向外加磁场越大时,应力集中区磁记忆信号愈加明显;外加磁场的大小不改变其法向和切向磁记忆信号曲线变化规律,但影响其磁感应强度B值和斜率K值的大小,并且对在弹性阶段和塑性阶段法向和切向磁记忆信号的影响也存在差异性。

关键词：金属磁记忆外加磁场静载拉伸力磁效应

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低碳钢20g金属磁记忆信号屈服特性研究

热加工工艺 2015年第2期44卷 69-72页

作者：于敏缑瑞宾张春雨乔印虎安徽科技学院城建与环境学院安徽凤阳233100 安徽科技学院机电与车辆工程学院安徽凤阳233100

为研究低碳钢拉伸磁记忆信号的屈服特性,以20g为研究对象,采用电测法和金属磁记忆检测法实现了单点的磁记忆信号变化规律研究,首次实现了磁信号与屈服对应关系的研究。结果表明:拉伸磁记忆信号对局部屈服的位置十分敏感,磁畸变是局部屈... 详细信息

为研究低碳钢拉伸磁记忆信号的屈服特性,以20g为研究对象,采用电测法和金属磁记忆检测法实现了单点的磁记忆信号变化规律研究,首次实现了磁信号与屈服对应关系的研究。结果表明:拉伸磁记忆信号对局部屈服的位置十分敏感,磁畸变是局部屈服发生的直接表征和独有现象,二者具有一一对应的关系;金属磁记忆检测法对诊断屈服具有独特的诊断功效,该结论对诊断工程屈服问题具有重大意义。

关键词：金属磁记忆低碳钢静载拉伸屈服特性屈服应变

基于疲劳累积损伤的磁记忆效应及工程应用研究

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基于疲劳累积损伤的磁记忆效应及工程应用研究

作者：李济民北京工业大学

学位级别：硕士

课题来源于国家“十一·五”科技支撑计划课题的子课题,围绕“高周疲劳过程中的磁记忆信号特征”的核心问题,采用金属磁记忆检测方法进行了三种常用铁磁性金属材料(Q235、16MnR和20g)静载拉伸和高周疲劳过程中的磁记忆信号及微观金相特... 详细信息

课题来源于国家“十一·五”科技支撑计划课题的子课题,围绕“高周疲劳过程中的磁记忆信号特征”的核心问题,采用金属磁记忆检测方法进行了三种常用铁磁性金属材料(Q235、16MnR和20g)静载拉伸和高周疲劳过程中的磁记忆信号及微观金相特征的研究,对金属磁记忆检测方法的实际工程应用提供了基础的实验依据。本研究涉及两个关键性问题:一是静载拉伸过程中金属磁记忆信号随塑性变形程度的变化规律、宏观磁记忆信号与微观金相组织变化的对应关系问题;另一问题是高周疲劳过程中金属磁记忆信号随疲劳周次及微观缺陷产生的变化规律、磁信号与微观缺陷的对应关系问题。目前对于金属磁记忆检测方法的机理、疲劳过程中的磁信号分布规律以及宏观磁记忆信号与微观金相组织变化的对应关系的研究还很不完善。针对这两个问题,本文做了静载拉伸及高周疲劳两个方面的基础性研究。本研究围绕高周疲劳以及静载拉伸过程中金属材料磁记忆信号特征的变化,力求从宏观、微观两个层面上得到磁信号变化与拉伸和疲劳过程的对应关系。结果表明:①金属材料表征的磁场强度随着试样变形不均匀而产生不均匀的变化,与测量环境中的磁场基本无关,与疲劳及反复加卸载无关。②材料出现应力集中早期缺陷时,磁场强度Hp发生下凹变化,磁场强度导数dHp/dx呈现较大升高,不同材料存在不同的临界极限值导数值。③疲劳过程的宏观磁记忆与微观金相研究结果表明,dHp/dx在极限状态时,试样表面金相组织正常,超过此极限短期内(疲劳3000-4000周)dHp/dx突增,在微观上则见到大量组织浮凸、晶界错动等明显缺陷。此成果表明了磁记忆检测信号对材料应力集中及早期缺陷诊断的特殊功效。④断裂与磁场强度导数dHp/dx有关,与磁场过0点(Hp=0)无关。⑤焊接结构不影响材料磁场强度分布规律。为进一步研究金属磁记忆方法的工程实用性,本文在实验室研究的基础上,进行了多个工程的磁记忆检测评价,通过对燕山石化炼油厂储油罐、珠海电厂3#电站锅炉等典型实例进行现场磁记忆检测及对大量数据进行分析,更好了验证了金属磁记忆方法用于工程实际的合理性及可行性。本文的研究成果进一步证明了磁记忆信号对疲劳早期缺陷评价的特殊功效,基于大量实验研究提出临界极限导数值的概念,为实际工程应用及制定“承压设备金属磁记忆检测方法”标准草案提供了重要的实验依据。

关键词：磁记忆检测高周疲劳静载拉伸无损检测微观金相

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金属磁记忆技术无损评价应力的实验研究

金属磁记忆技术无损评价应力的实验研究

作者：王敏江苏科技大学

学位级别：硕士

应力是影响甚至决定工程结构服役安全可靠性的重要因素。金属磁记忆技术是基于压磁理论实现应力评价的无损技术之一,具有快速、安全、高效等优点,因而在工业领域得到广泛关注。而随着工程结构服役环境日益恶劣,对应力评价的要求亦逐渐提... 详细信息

应力是影响甚至决定工程结构服役安全可靠性的重要因素。金属磁记忆技术是基于压磁理论实现应力评价的无损技术之一,具有快速、安全、高效等优点,因而在工业领域得到广泛关注。而随着工程结构服役环境日益恶劣,对应力评价的要求亦逐渐提高,这也对金属磁记忆技术评价应力提出了新的要求。鉴于此,本文针对金属磁记忆技术对应力损伤评定量化困难的问题,结合静载拉伸试验,以光滑无缺陷试样与预制规则缺陷试样为研究对象,采集其金属磁记忆信号法向分量H(y),并结合小波包降噪处理技术,探索了金属磁记忆技术表征铁磁性材料应力的方法,进而初步探讨了金属磁记忆技术评价焊接残余应力的可行性,并得到如下结论:借助静载拉伸试验,研究了Q235、Q245R、Q345R、12Cr1MoV以及15CrMoR这几种铁磁性材料表面自发射H(y)漏磁场随应力的变化规律。结果表明:轴向应力诱发铁磁性构件自发磁化,且自发磁化强度随轴向应力的增大而增大。在弹性变形阶段内,法向分量H(y)信号的特征参量K(磁场强度梯度)和应力大小具有线性关系。对特征参量K-应力曲线进行分析,可实现材料弹塑性变形阶段的定性评价。不同材料的特征参量K略有不同,对本文所用实验材料而言,合金化较高的材料特征参量K较大。金属磁记忆信号能够表征铁磁性材料的表面裂纹,在预制裂纹类缺陷附近出现异变峰特征信号,通过对不同深度和不同宽度的预制裂纹试件在各级应力水平静载拉伸实验中的二维弱磁信号,确立了H(y)信号表征裂纹尺寸大小的特征参量,并采用福斯特模型建立金属磁记忆检测中有限深度窄缝漏磁场H(y)信号的计算公式。基于金属磁记忆技术,研究了不同材料焊件的焊缝区域在不同方向的磁记忆曲线变化规律,对焊缝不同区域的信号进行分析,利用H(y)信号的特征参量K和应力大小之间的线性关系计算出不同区域的应力分布状况。

关键词：金属磁记忆静载拉伸磁场强度梯度应力无损评价

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铁磁性金属材料的磁声发射研究

铁磁性金属材料的磁声发射研究

作者：柯卫杰南昌航空大学

学位级别：硕士

铁磁性金属材料在工程上应用广泛,例如桥梁、铁路、压力容器、客运索道、游乐设施等,铁磁性金属材料构成了国民经济建设和基本生活的重要基础设施。这些基础设施在服役的过程中由于重复性载荷产生疲劳伤损,甚至会出现断裂从而造成灾难... 详细信息

铁磁性金属材料在工程上应用广泛,例如桥梁、铁路、压力容器、客运索道、游乐设施等,铁磁性金属材料构成了国民经济建设和基本生活的重要基础设施。这些基础设施在服役的过程中由于重复性载荷产生疲劳伤损,甚至会出现断裂从而造成灾难性事故。因此对铁磁性金属材料微观结构和疲劳状态的检测至关重要。磁声发射(Magnetomeehanieal Aeoustic Emission简称MAE)自1975年发现以来,已经发展成一种新的无损检测技术。40余年来,国内外的学者对MAE信号的产生机制、影响因素以及在工程上的应用作了细致的研究。本文就以磁声发射技术为手段,搭建磁声发射测试系统,设计MAE信号处理软件、静载拉伸试样和疲劳试样;探究试样静载拉伸下MAE信号变化规律和试样疲劳状态下MAE信号变化趋势。本文首先从MAE信号产生机制、MAE信号影响因素、MAE检测技术应用现状三个方面论述MAE在国内外的研究现状。根据MAE研究现状和课题来源来确定本文的研究目标。其次从声发射源、声波的传播、声发射信号处理、声发射技术应用四个方面阐述声发射技术原理、发展现状以及工程应用。接着使用函数发生器、功率放大器、U型磁轭、声发射仪和示波器搭建MAE测试系统,提出MAE信号评估参数,并依据评估参数定义设计MAE信号处理软件。然后设计Q235和Q345静载拉伸试样和疲劳试样,并通过Q235、Q345试样探究该MAE测试系统特性,包括不同磁轭对MAE信号重复性的影响、激励信号幅度和频率对MAE信号的影响、导磁耦合剂对MAE信号的影响、声发射传感器对MAE信号的影响、激励信号类型对MAE信号的影响。最终设计静载拉伸实验和疲劳实验并分别测其MAE信号,探究拉伸力对MAE信号的影响、拉伸位移和MAE对应关系以及疲劳次数对MAE影响,得出MAE检测技术应用于应力监测和疲劳状态检测上的可能性。

关键词：磁声发射 MAE 铁磁性金属材料静载拉伸金属疲劳

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钢铁材料损伤行为的磁记忆无损检测试验研究

钢铁材料损伤行为的磁记忆无损检测试验研究

作者：尹大伟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在现代社会，为保障工业生产、交通运输、能源采集等支柱产业正常运营，无损检测技术充当了“监控”各行业中关键设备及重要零部件安全工作的角色。金属磁记忆检测技术(MMMT)作为新生代的无损检测手段，针对铁磁性构件的早期损伤进行检... 详细信息

在现代社会，为保障工业生产、交通运输、能源采集等支柱产业正常运营，无损检测技术充当了“监控”各行业中关键设备及重要零部件安全工作的角色。金属磁记忆检测技术(MMMT)作为新生代的无损检测手段，针对铁磁性构件的早期损伤进行检验，创建了超越传统无损检测方法的检测理念，受到了世界各地科研人员的普遍关注。然而，磁记忆检测技术尚处于发展初期，其理论体系并不完善，检测标准较为模糊，仍未达到检测定量化、标准化的成熟检测技术的目标。针对该技术上述特点，本文从基础研究出发，立足于常规力学实验与磁记忆检测相结合，探索了多种工业用钢不同力学状态下磁记忆信号特征，提出了较为实用的检测定量化数值模拟方法。通过开展四种不同钢材料的静载拉伸实验，研究了加工制造中退磁工艺对铁磁性材料初始磁记忆信号的影响，初始磁记忆信号对后续加载过程的影响，弹塑性不同加载阶段磁记忆信号的变化特点，对比分析了在线与离线检测磁记忆信号的差异，磁记忆信号与残余应力、工作应力之间的关系。研究结果表明：成功退磁处理后，试件初始磁记忆曲线起伏平缓且数值较小，加载后该曲线逐渐趋向倾斜、陡峭分布，未做退磁处理的则情况恰恰相反;弹性加载阶段不同应力水平下磁记忆曲线形貌特征差别大，而塑性加载阶段各级曲线相似性较高;离线检测反映了试件磁泄漏的真实情况，在线检测则受到周围磁环境的影响，使试件自身的真实漏磁信号被掩盖;磁记忆信号记载了工作应力而非残余应力的作用历史。通过开展中碳45钢的疲劳实验，研究了不同加载形式下对应不同循环周次疲劳试件磁记忆信号的变化规律。研究结果表明：疲劳循环次数与磁记忆信号变化之间具有一定的对应关系，由该对应关系的分析可推出疲劳试件受载弱化的严重程度。运用数值模拟方法对实验数据进行处理，初步得到了适用于特定条件下静载拉伸与疲劳实验的磁记忆检验数学模拟方程。

关键词：磁记忆检测应力集中磁畴静载拉伸疲劳