Metódy merania zvyškového napätia v titánovej zliatine

Dec 17, 2025

Zanechajte správu

Zvyškové napätie je nestabilný stav napätia, ktorý existuje v materiáloch zliatiny titánu a konštrukčných komponentoch po zváraní alebo mechanickom spracovaní. Keď je výrobok vystavený vonkajším silám, pôsobiace napätie interaguje so zvyškovým napätím, čo spôsobuje plastickú deformáciu v určitých lokálnych polohách a prerozdelenie vnútorného napätia. Po odstránení vonkajšej sily sa celý objekt deformuje. Zvyškové napätie výrazne ovplyvňuje únavovú pevnosť, statickú pevnosť a koróznu odolnosť obrobku, čo vedie k výrobným chybám, ako je deformácia a praskanie, a tým sa znižuje životnosť dielov. Okrem toho je zvyškové napätie hlavným faktorom ovplyvňujúcim rozmerovú stabilitu dielov.

 

Tradičné metódy merania zvyškového napätia možno v súčasnosti rozdeliť na metódy merania mechanického uvoľňovania a ne-deštruktívne metódy merania. Metódy merania mechanického uvoľnenia zahŕňajú oddelenie alebo vyrezanie komponentu so zvyškovým napätím od konštrukčnej časti, aby sa uvoľnilo napätie, a potom meranie zmien deformácie na určenie zvyškového napätia. Hoci táto metóda spôsobuje určité poškodenie alebo zničenie obrobku, má vysokú presnosť merania, -dobre rozvinutú teóriu a vyspelú technológiu a stále sa široko používa. Zahŕňa najmä metódu vŕtania, metódu prstencového jadra a metódu segmentovaného rezania, z ktorých metóda plytkých slepých otvorov spôsobuje najmenšie škody. Nedeštruktívne meracie metódy, známe aj ako fyzikálne metódy detekcie, zahŕňajú röntgenovú metódu, röntgenovú difrakčnú metódu, neutrónovú difrakčnú metódu, metódu skenovacej elektrónovej akustickej mikroskopie, metódu interferometrie s elektronickým vzorom škvŕn, ultrazvukovú metódu a magnetickú metódu atď. Tieto metódy nepoškodzujú testovaný kus a vyžadujú si drahé vybavenie. Spomedzi nich sú röntgenová{11} metóda a ultrazvuková metóda relatívne vyspelé. Röntgenová metóda je presná a spoľahlivá a možno ju opakovať v pôvodnom bode merania. Najúčinnejšia je vtedy, keď sa napätie prudko mení v malom rozsahu. Ultrazvukové meranie napätia je založené na teórii akustoelasticity a využíva fenomén akustického dvojlomu v namáhaných materiáloch. Keď nie je napätie, rýchlosť šírenia ultrazvukových vĺn v izotropnom elastickom telese je iná ako pri napätí. Vzťah medzi rýchlosťou ultrazvukovej vlny a napätím sa používa na meranie zvyškového napätia.

 

Residual stress at different locations
Zvyškové napätie na rôznych miestach

 

Spoločnosť používa röntgenovú metódu na zisťovanie zvyškového napätia vo zvaroch zvarených konštrukčných komponentov zo zliatiny titánu pre námorné vybavenie. Zvyškové napätie v polohe zvaru v zvarenom-stave je 200 MPa a po tepelnom spracovaní 600 stupňov/2h je zvyškové napätie 90 MPa, čo preukazuje významný vplyv na elimináciu zvyškového napätia.

Zaslať požiadavku