论文部分内容阅读
为了有效避免安全事故的发生,必须对安全隐患进行早发现早预防。标志设备及构件进入危险状态的重要标志之一就是材料屈服或局部屈服,而目前传统的无损检测手段仅能对已成型的宏观缺陷进行有效诊断,无法对早期缺陷进行有效诊断,更无法对屈服阶段的隐性不连续变化实施有效评价,因此探索一种有效评价安全隐患的新理论迫在眉睫。金属磁记忆检测技术是目前唯一一种能对早期缺陷进行有效的诊断新型无损检测技术,大量研究已经发现了不均匀屈服应变引起磁畸变现象,但缺少直观的证据,对于弹塑性转变过程中磁畸变行为扩展规律尚不清楚,而这对利用磁记忆有效评估材料屈服状态、及时发现安全隐患具有重大的工程价值和现实意义。本文以Q235与20g钢为研究对象,并首次采用应变测量、宏观滑移线观测与磁记忆测量相结合的试验方法,力图实现材料整体屈服与局部屈服力学行为、初始屈服过程中磁信号变化规律及其机理研究。综合考虑以往短试样的局限性及试验机量程等不利因素,专门设计了500mm长的平板拉伸试样;为了实现屈服阶段大应变的测量要求,采用了特殊的贴片与固化工艺,并设计了专门的固化加载装置;通过磁畸变与屈服程度相互关系的定量研究,力图获得定量评价材料是否屈服的临界磁场强度导数或梯度值。结果表明材料局部屈服时的力学行为:初始屈服位置具有随机性;初始屈服过程中各点塑性流动非均匀;局部屈服历程为:应变线性增加+应变突增阶段+应变稳定区。整体屈服完成前,局部屈服点具有应变稳态区,其稳态区范围与该点的屈服次序有关,而稳态应变值具有随机性;不同材料的局部屈服行为存在共性,但稳态应变值存在差异性。初始屈服应变与宏观滑移线存在一一对应关系。两种材料拉伸过程中磁信号变化规律基本相同:初始磁信号为水平线;弹性阶段,磁信号变为曲线,每条曲线与磁信号初始线交点基本相同,但与磁信号初始线的夹角不同;屈服阶段,产生磁畸变,不同屈服阶段,磁畸变位置不同;强化与颈缩阶段,磁畸变现象消失。应变是致磁信号波动的基本原因,弹性应变引起磁的正常波动,不均匀屈服应变引起磁畸变。磁畸变行为及扩展规律与屈服行为及扩展规律基本一致。磁畸变与屈服程度直接相关,屈服程度越高,磁畸变越明显。金属材料具有定量表征其是否发生屈服的临界磁场强度导数或梯度值,标志Q235与20g发生屈服的临界磁场强度导数值为4(A/m)/mm,小于4时,未发生屈服,大于4时,发生屈服。