检测钢轨残余应力的方法技术

本发明专利技术属于金属材料力学性能检测领域，具体涉及一种检测钢轨残余应力的方法。本发明专利技术方法包括以下步骤：a、粗磨：取钢轨待测试样，确定被测部位，清除被测部位表面层，打磨，直至被测部位光滑平整；b、手工细磨：用砂纸继续打磨被测部位，检测水平度；c、清洗抛光：用酒精清洗待测试样被测部位的表面，抛光处理，再次用酒精清洗；d、应力测试：用胶将应变片平直对齐的粘贴在被测部位表面，用动静态应变测量分析系统进行残余应力的测试，记录下结果。本发明专利技术通过打磨钢轨试样，是被测试样表面水平光滑，无毛刺，无划痕，降低了其他因素对试验的影响，确保应变片与钢轨平稳完全接触，从而提高钢轨残余应力测试精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料力学性能检测领域，具体涉及一种检测钢轨残余应力的方法。
技术介绍
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，称为残余应力。残余应力是当金属材料没有外部因素作用时，在内部保持平衡而存在的应力，钢轨的残余应力是钢轨生产过程中的不同工艺和使用过程中环境所决定，检测钢轨残余应力对提高钢轨质量有非常重要的意义。现有技术中检测钢轨残余应力主要有以下几种方法：1、盲孔法残余应力测量它的原理是在平衡状态下的原始应力场上钻孔，以去除一部分具有应力的金属，而使圆孔附近部分金属内的应力得到松弛，钻孔破坏了原来的应力平衡状态而使应力重新分布，并呈现新的应力平衡，从而使圆孔附近的金属发生位移或应变，通过高灵敏度的应变仪，测量钻孔后的应变量，就可以计算原应力场的应力值。残余应力检测仪主要采用盲孔法进行各种材料和结构的残余应力分析和研究，还可作为在静力强度研究中测量结构及材料任意点变形的应力分析仪器。如果配用相应的传感器，也可以测量力、压力、扭矩、位移和温度等物理量。它以计算机为中央微处理机，采用高精度测量放大器、数据采集和处理器，测量中无需调零，可直接测出残余应力值的大小及方向，实现了残余应力测量的自动化。2、磁测法残余应力测量磁测法残余应力检测法主要是通过磁测法来测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生的变化确定残余应力的大小和方向。众所周知，铁磁材料具有磁畴结构，其磁化方向为易磁化轴向方向，同时具有磁致伸缩性效应，且磁致伸缩系数是各向异性的，在磁场作用下，应力产生磁各向异性。磁导率作为张量与应力张量相似。通过精密传感器和高精度的测量电路，将磁导率变化转变为电信号，输出电流(或电压)值来反映应力值的变化，并通过装有特定残余应力计算机软件的计算机计算，得出残余应力的大小、方向和应力的变化趋势。3、X射线衍射法残余应力测量在各种无损测定残余应力的方法之中，X射线衍射法被公认为最可靠和最实用的。它原理成熟，方法完善，经历了七十余年的进程，在国内外广泛应用于机械工程和材料科学，取
得了卓著成果。X-射线应力测定仪是一种简化和实用化的X射线衍射装置，因而它还有一项附加的功能──测定钢中残余奥氏体含量。由于它适用于各种实体工件，而且能够针对同一点以不同的φ角、Ψ角进行测试,以探测织构的影响，这项功能便具备了重要而独特的用途。申请号为“201310148824.9”，专利技术名称为“钢轨残余应力测试方法”，公开了一种钢轨残余应力测试方法：取钢轨1m长，在距钢轨轨端500mm位置取一点(即中心部位)，过该点在圆周方向垂直于钢轨轴线画条线，从轨底中心点沿线方向依次相间隔取点直到轨头中心处，共14点，每个点贴一个应变片，用静态应力应变仪测出各点残余应力初始值，然后以钢轨上所画的线为中心线，在中心线两端各10mm处，垂直于钢轨轴线将钢轨切开，切成20mm的薄片，再用静态应力应变仪测出各点残余应力的终值。该专利通过多点测试，了解各部位的应力分布情况，从而分析各点的应力变化，方法复杂且劳动量大，部分位置应变片与钢轨不能完全贴合，测试精确度不够。通常，钢轨试样使用应变测量分析系统测试其残余应力，检测时，要将电阻片粘贴在钢轨上，由于钢轨特殊形状，表面存在着一定的不平度，因此需要对钢轨试样检测部位进行打磨，传统的打磨方式打磨后，往往被测部位不光滑，从而造成电阻片与钢轨的接触面积小，进而导致测试的结果精确性偏低。因此，需要一种新的打磨方式，进而更好地检测钢轨残余应力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种测试结构更精确，方法更简单的钢轨残余应力的检测方法。本专利技术检测钢轨残余应力的方法，包括以下步骤：a、粗磨：取钢轨待测试样，确定被测部位，清除被测部位表面层，打磨，直至被测部位光滑平整；b、手工细磨：用砂纸继续打磨被测部位，检测水平度，直至被测部位水平且光滑，磨痕均匀；c、清洗抛光：用酒精清洗待测试样被测部位的表面，抛光处理，再次用酒精清洗；d、应力测试：待被测部位表面干燥后，用胶将应变片平直对齐的粘贴在被测部位表面，用动静态应变测量分析系统进行残余应力的测试，记录下结果。上述所述检测钢轨残余应力的方法，其中a步骤中粗磨采用手提式电动磨光机清除待测试样被测部位的表面层。进一步的，上述所述检测钢轨残余应力的方法，其中所述手提式电动磨光机砂轮片与b
步骤中手工细磨采用的砂纸粒度相同。进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述检测钢轨残余应力的方法，其中所述手提式电动磨光机砂轮片与手工细磨采用的砂纸粒度均优选为180～220目，更优选为200目。上述所述检测钢轨残余应力的方法，其中c步骤中所述抛光处理为：将抛光液涂抹在待测试样被测部位上，轻轻擦拭2～2.5min，直至表面光亮、无毛刺、无划痕。进一步的，上述所述检测钢轨残余应力的方法，其中所述抛光液优选由以下重量份成分配置而成：蒸馏水45～54％，过氧化氢45～50％，氧氟酸1～5％，得混合液；配制好混合液后加入草酸，每50ml混合液加入1.5～2g草酸；更优选由以下重量份成分配置而成：蒸馏水50％，过氧化氢47％，氧氟酸3％，得混合液；配制好混合液后加入草酸，每50ml混合液加入1.8g草酸。上述所述检测钢轨残余应力的方法，其中d步骤中所述应变片的粘贴位置与被测部位边部距离为8～12mm，优选为10mm。上述所述检测钢轨残余应力的方法，其中所述动静态应变测量分析系统采样速率为550～650HZ，优选为600HZ。本专利技术检测钢轨残余应力的方法，与现有技术相比，本专利技术通过打磨钢轨试样，是被测试样表面水平光滑，无毛刺，无划痕，降低了其他因素对试验的影响，确保应变片与钢轨平稳完全接触，从而提高钢轨残余应力测试精确度。附图说明图1为实施例1中被测钢轨的被测部位位置。具体实施方式本专利技术检测钢轨残余应力的方法，包括以下步骤：a、粗磨：取钢轨待测试样，确定被测部位，清除被测部位表面层，露出金属光泽后，将被测部位打磨平整，直到当前磨痕一致，被测部位光滑平整；b、手工细磨：用砂纸继续打磨被测部位，用水平仪检测被测部位水平度，直至被测部位水平且光滑，磨痕均匀；c、清洗抛光：用酒精清洗待测试样被测部位的表面，去除铁砂、铁屑等异物，对被测部位进行抛光处理，再次用酒精清洗被测部位；d、应力测试：待被测部位表面自然干燥或者风吹干燥后，用胶将应变片平直对齐的粘贴在被测部位表面，用动静态应变测量分析系统进行残余应力的测试，记录下结果。选择手提式电动磨光机砂轮片与手工细磨采用的砂纸粒度相同原因在于：钢轨具有一定规则形状，一定平整度，表面不是凹凸不平，因此用不着对他进行大范围打磨。粗磨完成后，
钢轨试样表面磨痕一致，被测部位光滑平整，被测部位也基本采用手工细磨就可以了。这时手工细磨砂纸如果采用小于手提式电动磨光机砂轮片的粒度，就会造成磨痕不一致，就会花费大量时间使被测部位磨痕与手工细磨砂纸一致，这无疑增加了工时，造成砂纸浪费，增加了检测成本，也会导致手工细磨困难。所以选择手提式电动磨光机砂轮片与手工细磨采用的砂纸粒度相同。本专利技术所述被测部位位于钢轨试样的轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
检测钢轨残余应力的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、粗磨：取钢轨待测试样，确定被测部位，清除被测部位表面层，打磨，直至被测部位光滑平整；b、手工细磨：用砂纸继续打磨被测部位，检测水平度，直至被测部位水平且光滑，磨痕均匀；c、清洗抛光：用酒精清洗待测试样被测部位的表面，抛光处理，再次用酒精清洗；d、应力测试：待被测部位表面干燥后，用胶将应变片平直对齐的粘贴在被测部位表面，用动静态应变测量分析系统进行残余应力的测试，记录下结果。

【技术特征摘要】
1.检测钢轨残余应力的方法，其特征在于：包括以下步骤：a、粗磨：取钢轨待测试样，确定被测部位，清除被测部位表面层，打磨，直至被测部位光滑平整；b、手工细磨：用砂纸继续打磨被测部位，检测水平度，直至被测部位水平且光滑，磨痕均匀；c、清洗抛光：用酒精清洗待测试样被测部位的表面，抛光处理，再次用酒精清洗；d、应力测试：待被测部位表面干燥后，用胶将应变片平直对齐的粘贴在被测部位表面，用动静态应变测量分析系统进行残余应力的测试，记录下结果。2.根据权利要求1所述检测钢轨残余应力的方法，其特征在于：a步骤中粗磨采用手提式电动磨光机清除待测试样被测部位的表面层。3.根据权利要求2所述检测钢轨残余应力的方法，其特征在于：所述手提式电动磨光机砂轮片与b步骤中手工细磨采用的砂纸粒度相同。4.根据权利要求3所述检测钢轨残余应力的方法，其特征在于：所述手提式电动磨光机砂轮片与手工细磨采用的砂纸粒度均为180～220目，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51