铁磁性金属构件疲劳裂纹和应力集中的磁记忆检测方法

摘要

本发明属于无损检测中的金属磁记忆检测领域。现有的金属磁记忆技术主要通过检测构件表面磁场强度的垂直分量Hp(y)值，需要加入定位和测距装置，从某种程度上限制了金属磁记忆检测技术的广泛应用。本发明采用专用的检测仪器，对构件表面磁场强度的水平分量Hp(x)值进行检测，根据先期实验确定的疲劳裂纹存在门槛值Hp(x)E，并结合调整系数β，判定有无疲劳裂纹；根据“|Hp(x)|max-裂纹宽度w对应关系标准曲线”，测定疲劳裂纹的长宽尺寸；对于无裂纹的应力集中区利用自定义公式计算磁示应力集中系数KH，定量表征应力集中的程度。本方法与涡流、超声以及现有的金属磁记忆Hp(y)检测等检方法相比，操作和分析过程更为简便易行、检测精度也更高。

主权项

一种铁磁性金属构件疲劳裂纹和应力集中的磁记忆检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1).|Hp(x)|max-裂纹宽度w对应关系标准曲线的获得①首先制备与待检测零件材料及热处理状态完全相同的疲劳裂纹扩展试件，采取疲劳裂纹扩展实验的方式预制出疲劳裂纹；②检测探头在与裂纹垂直的方向上对裂纹区域进行Hp(x)直线扫描检测；③测量并记录各条扫描检测线上的|Hp(x)|max和裂纹宽度；④对多个试件进行上述试验，根据试验数据拟合出|Hp(x)|max-裂纹宽度w对应关系标准曲线；2).应力集中线的确定使用Hp(x)检测探头在构件表面分别沿相互垂直的两个方向进行Z字型扫查，标志出|Hp(x)|max存在的各点，将各个标志点顺序连接，确定为该构件上的应力集中线或者裂纹；3).判定疲劳裂纹的存在根据步骤1)所确定的“|Hp(x)|max-裂纹宽度w对应关系标准曲线”中裂纹长度值为零时对应的|Hp(x)|max值定义为判定疲劳裂纹存在的门槛值Hp(x)E；还根据前期试验数据的分布情况加入调整系数β，0.7≤β≤1；对于相同材料和热处理状态的某一被测构件，以检测探头垂直通过由步骤2)中所确定的应力集中线检测，得到该位置|Hp(x)|max；根据以下条件，判定疲劳裂纹的存在当|Hp(x)|max＞Hp(x)E时，存在裂纹；当Hp(x)E＞|Hp(x)|max≥β·Hp(x)E时，视为裂纹即将萌生的危险区域；当|Hp(x)|max＜β·Hp(x)E时，不存在裂纹；4).疲劳裂纹宽度的定量检测被测构件被判定存在裂纹后，将检测得到的|Hp(x)|max值代入“|Hp(x)|max-裂纹宽度w对应关系标准曲线”进行查询，从而确定该检测位置的裂纹宽度；上述|Hp(x)|max为Hp(x)曲线的峰值，Hp(x)为构件表面磁场强度的水平分量。