一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法技术

技术编号:23286687 阅读:42 留言:0更新日期:2020-02-08 17:09
本发明专利技术是一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法,该方法通过材料中缺陷的无损检测精确定位、高周疲劳性能试验、断口分析、缺陷特征统计等步骤,确定缺陷种类、尺寸、位置、分布等特征与疲劳性能的关系,为现有材料及新材料制件无损检测的验收标准提供了直接数据支持。本发明专利技术方法采用多种无损检测方法进行缺陷精确定位后再进行后续疲劳性能试验和分析,实现了缺陷特征可设计化并避免了结果的随机性,从而减少疲劳性能试验数量,降低时间和经济成本。本发明专利技术提出的方法可对缺陷尺寸、位置、种类、分布等多参量进行综合性的定量分析,与传统方法只能进行单个参量的定性分析相比,获得的信息更为丰富全面,实用性更强。

A method to determine the relationship between defects and fatigue performance based on Nondestructive Testing

【技术实现步骤摘要】
一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法
本专利技术是一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法,属于无损检测

技术介绍
随着大量高性能金属制件在航空航天、兵器、电子、汽车等关键领域的广泛使用,对其进行安全可靠的质量评价成为当务之急。无损检测技术在不损害被检对象的前提下,可对被检件质量进行评价并根据验收标准做出合格与否的判断。然而,由于缺少缺陷对于材料性能影响的基础数据,现有材料的无损检测验收标准往往参考或直接照搬国外验收标准。大量研究表明,国产材料特性与进口材料存在一定差异,照搬后者的验收标准进行合格与否的判定,必将带来检测结果的不准确性,对制件的使用安全性和可靠性埋下隐患。由于材料中不可避免地存在气孔、夹杂、未熔合、裂纹等缺陷,将使制件相应部位的有效承载面积减小,承受载荷时产生缺口效应,造成局部应力集中,成为疲劳裂纹萌生源,进而影响制件在使用过程中的抗疲劳性能。因此,疲劳性能是受缺陷影响最大的材料性能,应重点研究缺陷对材料疲劳性能的影响规律。目前,开展上述工作常用的手段一是通过理论计算进行材料疲劳寿命预测,二是通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法,其特征在于:该方法的步骤如下:/n步骤一、典型缺陷试样的收集/n首先根据材料确定与疲劳性能相关的缺陷种类,然后采用超声C扫描检测技术,对材料内部缺陷进行检测,在材料上标记缺陷信号所对应的部位,根据扫查得到的C扫描图像,选择不同尺寸、不同位置的缺陷并以该缺陷为中心加工长方体试样,再次采用超声C扫描检测技术,对长方体试样进行不少于两个入射方向的检测,根据不同入射方向的C扫描结果,精确确定缺陷在长方体试样中的空间位置以及当量尺寸;/n步骤二、高周疲劳性能试样的加工/n以长方体试样中确定的缺陷空间位置为中心,加工为轴向光滑高周疲劳性能试样,同时,选择...

【技术特征摘要】
1.一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法,其特征在于:该方法的步骤如下:
步骤一、典型缺陷试样的收集
首先根据材料确定与疲劳性能相关的缺陷种类,然后采用超声C扫描检测技术,对材料内部缺陷进行检测,在材料上标记缺陷信号所对应的部位,根据扫查得到的C扫描图像,选择不同尺寸、不同位置的缺陷并以该缺陷为中心加工长方体试样,再次采用超声C扫描检测技术,对长方体试样进行不少于两个入射方向的检测,根据不同入射方向的C扫描结果,精确确定缺陷在长方体试样中的空间位置以及当量尺寸;
步骤二、高周疲劳性能试样的加工
以长方体试样中确定的缺陷空间位置为中心,加工为轴向光滑高周疲劳性能试样,同时,选择超声检测无缺陷部位制作不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样作为对比试样;
步骤三、高周疲劳性能试验
在室温下按照HB5287-1996的方法,在高频疲劳试验机上对所述轴向光滑高周疲劳试样施加固定载荷开展疲劳试验,直至试样断裂,记录每个试样的疲劳寿命值;
步骤四、疲劳断口分析
在体视显微镜下观察和记录断口的整体形貌,确定断裂源;若断裂源位置与无损检测所选定缺陷的位置不同,则将该试样予以剔除,剩余试样为有效样本;
采用扫描电镜对有效样本进行断口缺陷性质分析以确定缺陷种类,并精确测量断口处缺陷的尺寸和位置;
步骤五、有效样本的确定
如果有效样本中的缺陷种类少于步骤一中所确定的种类,或某个缺陷种类的有效样本数量少于10个,则重复上述步骤一至步骤四,直至缺陷种类完整、有效样本数量达到预设要求;
步骤六、缺陷特征对疲劳性能影响的确定
分别统计有效样本中含缺陷和不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样的寿命值,绘制不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样的试样-寿命值曲线Ⅰ,得到不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样的寿命值范围,对含缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨平华梁菁史亦韦王铮沙正骁
申请(专利权)人:中国航发北京航空材料研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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