专利名称：一种热处理工件应力集中的快速检测方法
技术领域：
本发明涉及ー种快速检测方法，特别是涉及ー种热处理工件应カ集中的快速检测方法。
背景技术：
应カ集中是指受カエ件由于外界因素或自身几何形状、外形尺寸突变而引起的局部范围内应力显著增大的现象。应カ集中会引起材料断裂；使エ件产生疲劳裂纹，因此在工程设计中有必要对エ件的应カ集中进行检测。
目前应カ集中主要采用残余应カ测试仪进行測量，但该方法测试不方便，而且速度慢，导致其在エ业生产者的使用受到限制。对于热处理工件，目前还很少有人去测试其应力集中，主要是因为目前没有成熟的测试方法，而采用检测常规缺陷的方法是无法确定应力集中的部位和程度，但应カ集中会诱发疲劳裂纹扩展而导致エ件失效，给エ业生产和人民的生命财产带来巨大的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种热处理工件应カ集中的快速检测方法，其能快速測量热处理后エ件的应カ集中位置和大小，而且操作方便简单，结果易于评判。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种热处理工件应カ集中的快速检测方法，其特征在于，其包括以下步骤
一、将エ件进行热处理；
ニ、对热处理后的エ件进行退磁处理；
三、对处理后的热处理工件，进行自发射磁信号測量；
四、计算测量结果，如果所述エ件某些测试点的位置上自发射磁信号的数值明显高于平均值，则根据这些测试点的位置确定应力集中的位置；
五、根据测试结果判断并在エ件标识出应カ集中的位置和大小。优选地，所述热处理工件为铁磁性エ件。优选地，所述热处理包括淬火和退火处理。优选地，采用TSC-1M-4型磁记忆检测仪进行所述自发射磁信号測量。进ー步优选地，所述自发射磁信号測量具体包括1)将エ件置于非磁性物体上并将所述磁记忆检测仪调零；2)采用逐点测量的方法，在エ件上横向每间隔一定横向距离作为测量线，纵向沿每条测量线每间隔一定纵向距离设置一个待测量的点进行测量一次，记录各測量点的自发射信磁信号值。測量吋，所述磁记忆检测仪的探头固定在非磁性物体上并距离被测エ件高度
O.5-1. 5mm逐点测量。进ー步优选地，所述横向距离为10 15mm,所述纵向距离为3 5mm。本发明的积极进步效果在干本发明能快速測量热处理后エ件的应カ集中位置和大小，而且操作方便简单，结果易于评判，可用电脑软件进行处理，易于流水线作业和存档。而且，本发明能减小或消除安全隐患，充分发挥材料的潜能，降低生产成本，提高企业的竞争力。
图I为本发明测量位置的示意图。
具体实施例方式下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。本发明热处理工件应力集中的快速检测方法包括以下步骤
一、将铁磁性工件进行热处理。本实施例中的热处理包括淬火和退火处理。热处理试验采用SX2-2. 5-10型箱式电阻炉及配套的TSX2-4-10型箱式电阻炉控制器。箱式电阻炉主要用来加热被测工件，箱式电阻炉控制器主要用来控制加热温度。箱式电阻炉炉膛尺寸200X 120X80mm，电压220V，功率2. 5kW，最高使用温度1000°C。电阻炉控制器电源电压220V，控制功率400W。淬火热处理时，将工件放入箱式电阻炉中随炉加热，加热到温度840 950°C，保温20 40分钟后水冷。退火热处理时，将工件放入箱式电阻炉中随炉加热，加热到温度840 950°C，保温20 40分钟后炉冷。用砂纸去掉工件表面的氧化皮。本领域技术人员可以理解，本发明所适用的热处理并不局限于这里提到的淬火和退火，也包括其它类型的热处理工艺。二、对热处理工件进行退磁处理。退磁时采用CT-250退磁线圈，线圈内径为250X250 mm，外形尺寸400 (长)X 200 (宽)X 400 (高)_，线圈电流为10 15A，中心磁场强度为20000A/m。退磁时,给线圈通电,让热处理后的工件以8-9m/min.的速度勻速通过线圈。然后用磁强仪JCZ-10进行剩磁测量，小于2GS即可。三、对经淬火和退火处理后的工件，分别进行自发射磁信号测量。自发射磁信号的测量原理是基于磁机械效应，铁磁材料受应力作用后，其表面磁性能发生改变，相当于应力在铁磁试样上产生一个等效磁场，使试样的磁性能发生改变。当被热处理后的工件没有应力集中时，自发射磁信号比较稳定，如果被热处理后的工件在某处存在应力集中时，则该处的自发射磁信号将发生突变，因此通过磁记忆检测仪测量试样的自发射磁信号的变化规律就可以判断被热处理后试样的应力集中位置和程度，自发射磁信号越大，则应力集中程度越大。进行自发射磁信号测量的测量设备采用TSC-1M-4型磁记忆检测仪，其主要技术指标为Hp值测量范围±2000A/m ;测量通道数2_4通道(根据探头);最小测量步长(间距)lmm ；最大测量步长(间距)128mm ;最大扫描速度(步长为Imm时)0. 2-0. 5米/秒；每通道磁场测量基本相对误差< 5% ;长度测量相对误差〈5% ;工作温度范围-15°C +55°C ;外形尺寸230X105X40mm。 具体的测量步骤包括
I)测量前，将工件放置在非磁性物体上(如木板，平整的水泥地面或奥氏体不锈钢等)，同时将磁记忆检测仪调零，以消除工件周边环境的磁性对测量结果的影响。2)采用逐点测量的方法进行测量。逐点测量的方法采用横向每间隔10 15mm作为测量线(如图I所示，工作上的测量线包括第一测量线11、第二测量线12、第三测量线13)的位置，纵向沿每条测量线每间隔3 5_设置一个待测量的点进行测量一次，测量前对要测量的点做好记号，探头固定在非磁性物体上，距被测热处理后的工件高度为0. 5 I. 5_，准备好后开始逐点进行测量，并记录下每点的自发射磁信号值。測量位置如图I所示ο四、对测量结果进行处理。先计算出全部测量值的平均值，如果某些測量点自发射磁信号的数值明显高于平均值，根据这些点的位置及每点的间隔距离计算出应カ集中的位置。具体计算方法是先将测得的自发射磁信号值求平均，然后再将测得的每个磁信号值与平均值进行对比，若磁信号值明显大于平均值，那么该点距离第一个点的个数乘以每点的间距，就得到该应カ集中的位置，若某处的测量值明显高于平均值，则说明该处存在应カ集中，而且自发射磁信号比平均值高得越多，则应カ集中程度越大。五、根据测试結果对应カ集中的位置和大小在エ件上做出标识，并做好记录。本发明可以釆用ー个宽度为50 70mm、长度为90 IlOmm的热处理工件作为样 品进行测量，沿着测量线进行测量，測量方向从下之上每间隔3 5mm測量一次，记录下每次测量的数值，具体见表I的淬火状态下各点的自发射磁信号值表和表2的退火状态下各 点的自发射磁信号值表。表I淬火状态下各点的自发射磁信号值表(A/m)
权利要求
1.一种热处理工件应力集中的快速检测方法，其特征在于，其包括以下步骤 一、将待测工件进行热处理； 二、对热处理工件进行退磁处理； 三、对处理后的热处理工件，进行自发射磁信号测量； 四、计算测量结果，如果所述工件某些测试点的位置上自发射磁信号的数值明显高于平均值，则根据这些测试点的位置确定应力集中的位置； 五、根据测试结果判断并在工件标识出应力集中的位置和大小。·
2.如权利要求I所述的热处理工件应力集中的快速检测方法，其特征在于，采用TSC-1M-4型磁记忆检测仪进行所述自发射磁信号测量。
3.如权利要求2所述的热处理工件应力集中的快速检测方法，其特征在于，所述自发射磁信号测量具体包括1)将工件置于非磁性物体上并将所述磁记忆检测仪调零；2)采用逐点测量的方法，在工件上横向每间隔一定横向距离作为测量线，纵向沿每条测量线每间隔一定纵向距离设置一个待测量的点进行测量一次，记录各测量点的自发射磁信号值。
4.如权利要求3所述的热处理工件应力集中的快速检测方法，其特征在于，所述磁记忆检测仪的探头固定在非磁性物体上并距离被测工件高度0. 5-1. 5mm逐点测量。
5.如权利要求4所述的热处理工件应力集中的快速检测方法，其特征在于，所述横向距离为10 15mm,所述纵向距离为3 5mm。
全文摘要
本发明公开了一种热处理工件应力集中的快速检测方法，其包括以下步骤一、将待测工件进行热处理；二、对热处理工件进行退磁处理；三、对处理后的热处理工件，进行自发射磁信号测量；四、计算测量结果，如果所述工件某些测试点的位置上自发射磁信号的数值明显高于平均值，则根据这些测试点的位置确定应力集中的位置；五、根据测试结果判断并在工件标识出应力集中的位置和大小。本发明能快速测量热处理后工件的应力集中位置和大小，而且操作方便简单，结果易于评判。
文档编号G01N27/72GK102706953SQ20121017142
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者张先菊, 张德芬, 杨军, 杨眉, 林元华, 王健, 王斌, 王煦, 陈孝文 申请人:西南石油大学