專利名稱：一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助人工直流磁化手段進(jìn)行無損檢測(cè)的方法，尤其是一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
奧氏體不銹鋼因其優(yōu)越的力學(xué)性能、抗腐蝕性、弱磁特性，被廣泛用來制造核電設(shè)備的元部件。為了保證核電設(shè)備的運(yùn)行安全，其宏觀裂紋產(chǎn)生前的損傷狀態(tài)檢測(cè)就變得非常重要。而由力導(dǎo)致的塑性變形則是誘導(dǎo)和推進(jìn)材料損傷的關(guān)鍵因素，因此對(duì)塑性變形程度的檢測(cè)就成為奧氏體不銹鋼宏觀裂紋產(chǎn)生前損傷狀態(tài)檢測(cè)的要點(diǎn)。對(duì)于常態(tài)下弱磁性的奧氏體不銹鋼，塑性變形能夠?qū)е氯醮判詩W氏體相中產(chǎn)生鐵磁性馬氏體相，且產(chǎn)生的鐵磁性相數(shù)量與塑性變形程度單調(diào)相關(guān)，此種現(xiàn)象被稱為“變形誘發(fā)相變”現(xiàn)象。因此，通過檢測(cè)奧氏體不銹鋼中鐵磁性相含量就可以反推得到其塑性變形程度。目前，工程中已經(jīng)出現(xiàn)了基于電磁感應(yīng)原理的鐵素體含量測(cè)定儀，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)奧氏體不銹鋼中鐵磁性相含量的定量無損檢測(cè)。但該檢測(cè)裝備檢測(cè)時(shí)需要較大的激發(fā)電流，且只能逐點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，使得每檢測(cè)一點(diǎn)激發(fā)一次，檢測(cè)用時(shí)較長(zhǎng)，消耗電流較大，檢測(cè)效率較低。更為重要的是，它只是實(shí)現(xiàn)了對(duì)奧氏體不銹鋼中鐵素體相含量的測(cè)定，并沒有將鐵素體相含量與材料中塑性變形程度關(guān)聯(lián)起來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，能夠?qū)θ醮判詩W氏體不銹鋼材料宏觀缺陷產(chǎn)生前的塑性變形程度進(jìn)行定量無損檢測(cè)。一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，其特別之處在于，包括如下步驟(I)對(duì)不同的奧氏體不銹鋼材料，制作系列試件；(2)利用拉伸機(jī)對(duì)系列試件進(jìn)行不同塑性變形程度的損傷，同時(shí)利用塑性變形量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)其塑性變形量；(3)對(duì)損傷后的試件進(jìn)行規(guī)定強(qiáng)度和方向的直流磁化；(4)采用磁場(chǎng)測(cè)量裝置測(cè)定不同試件直流磁化后規(guī)定方向的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度；(5)將得到的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度與步驟(2)中測(cè)定的塑性變形量一一對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，就得到了奧氏體不銹鋼塑性變形量與直流磁化后剩磁場(chǎng)強(qiáng)度的標(biāo)定關(guān)系曲線；(6)對(duì)奧氏體不銹鋼檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行步驟(3)中規(guī)定強(qiáng)度和方向的直流磁化，然后采用磁場(chǎng)測(cè)量裝置測(cè)定檢測(cè)對(duì)象直流磁化后的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度；(7)依據(jù)檢測(cè)到的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度，與步驟(5)得到的標(biāo)定關(guān)系曲線進(jìn)行比對(duì)，得出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際塑性變形量。步驟(I)中不同的奧氏體不銹鋼材料包括304、316型號(hào)。步驟(2)中不同的塑性變形程度是指0-30%范圍內(nèi)塑性變形。步驟(2)中塑性變形量檢測(cè)設(shè)備是指光學(xué)應(yīng)變檢測(cè)設(shè)備。
步驟(3)中規(guī)定強(qiáng)度和方向的直流磁化是指200mT直流磁場(chǎng)、垂直于檢測(cè)對(duì)象表面方向的直流磁化。步驟⑷中的磁場(chǎng)測(cè)量裝置是指磁通門磁場(chǎng)測(cè)量裝置。采用本發(fā)明的無損檢測(cè)方法可以對(duì)弱磁性奧氏體不銹鋼材料宏觀缺陷產(chǎn)生前塑性變形程度進(jìn)行定量無損檢測(cè)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域檢測(cè)方法的空白。本方法單次人工直流磁化后可通過快速掃描方式快速檢測(cè)磁化范圍內(nèi)所有點(diǎn)的塑性變形量，具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)效率高、無需表面處理等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于核電、化工、特種設(shè)備等高安全要求奧氏體不銹鋼構(gòu)件的塑性變形程度無損評(píng)價(jià)。


圖1為本發(fā)明的物理原理示意圖；圖2為實(shí)施例1中標(biāo)定中塑性變形導(dǎo)入及測(cè)量示意圖；圖3為實(shí)施例1中標(biāo)定中直流磁化示意圖；圖4為實(shí)施例1中標(biāo)定中直流磁化剩磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量及標(biāo)定曲線(5)成方式示意圖；圖5為實(shí)施例1中對(duì)待檢部件進(jìn)行直流磁化示意圖；圖6為實(shí)施例1中測(cè)量待檢部件剩磁場(chǎng)并利用標(biāo)定曲線(5)對(duì)應(yīng)出塑性變形量。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明方法是基于弱磁性奧氏體不銹鋼的“變形誘發(fā)相變”現(xiàn)象，即塑性變形能夠?qū)е氯醮判詩W 氏體不銹鋼中產(chǎn)生鐵磁性馬氏體相，且產(chǎn)生的鐵磁性相數(shù)量與塑性變形程度單調(diào)定量相關(guān)。那么通過檢測(cè)奧氏體不銹鋼中的鐵磁性相含量就可以單調(diào)推導(dǎo)出其塑性變形程度。另一方面，為了提高檢測(cè)信號(hào)的敏感性和抗干擾能力，通過對(duì)奧氏體不銹鋼的直流磁化方法，使得奧氏體不銹鋼中的鐵磁性相磁性增強(qiáng)，且其剩磁場(chǎng)強(qiáng)度與鐵磁性相數(shù)量單調(diào)相關(guān)，從而可以用剩磁場(chǎng)強(qiáng)度來表征圖1中的鐵磁性相數(shù)量。又由于奧氏體不銹鋼鐵磁性相數(shù)量與塑性變形量單調(diào)定量相關(guān)，所以奧氏體不銹鋼中人工直流磁化剩磁場(chǎng)強(qiáng)度與塑性變形量單調(diào)相關(guān)。實(shí)施例1 :第一步奧氏體不銹鋼塑性變形量一直流磁化剩磁場(chǎng)強(qiáng)度標(biāo)定曲線建立方法，具體步驟包括I)參照?qǐng)D2，制作奧氏體不銹鋼304系列試件，利用拉伸機(jī)對(duì)其進(jìn)行拉伸，導(dǎo)入不同程度塑性變形ε2、ε3··· εΝ，即0.5%、1%、2%…30%，并通過光學(xué)應(yīng)變檢測(cè)設(shè)備6測(cè)量不同試件的塑性變形程度h、ε2、εΝ。2)參照?qǐng)D3，采用強(qiáng)度200mT直流磁化裝置2對(duì)所有試件進(jìn)行垂直于檢測(cè)對(duì)象表面方向的直流磁化。3)參照?qǐng)D4，采用磁通門磁場(chǎng)測(cè)量裝置4測(cè)量所有試件直流磁化后垂直于檢測(cè)對(duì)象表面方向的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度Bn,并將其與光學(xué)應(yīng)變檢測(cè)設(shè)備6測(cè)量的ε P ε 2、ε 3···εΝ一一對(duì)應(yīng)，形成剩磁場(chǎng)強(qiáng)度值B與塑性變形量ε的標(biāo)定關(guān)系曲線5。第二步待檢奧氏體不銹鋼構(gòu)件塑性變形量的直流磁化定量測(cè)量方法，具體步驟包括I)參照?qǐng)D5，對(duì)于待檢奧氏體不銹鋼部件I，采用強(qiáng)度200mT的直流磁化裝置2對(duì)奧氏體不銹鋼部件進(jìn)行垂直于檢測(cè)對(duì)象表面方向的人工直流磁化。2)參 照?qǐng)D6，采用磁通門磁場(chǎng)測(cè)量裝置4掃描待檢奧氏體不銹鋼部件I經(jīng)步驟I)中人工磁化后表面上不同待檢測(cè)點(diǎn)、垂直表面方向剩磁場(chǎng)強(qiáng)度Bi,將Bi與標(biāo)定關(guān)系曲線5進(jìn)行比對(duì)，從而對(duì)應(yīng)出待檢奧氏體不銹鋼中各個(gè)點(diǎn)的塑性變形量ε i。
權(quán)利要求
1.一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)對(duì)不同的奧氏體不銹鋼材料，制作系列試件； (2)利用拉伸機(jī)對(duì)系列試件進(jìn)行不同塑性變形程度的損傷，同時(shí)利用塑性變形量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)其塑性變形量； (3)對(duì)損傷后的試件進(jìn)行規(guī)定強(qiáng)度和方向的直流磁化； (4)采用磁場(chǎng)測(cè)量裝置測(cè)定不同試件直流磁化后規(guī)定方向的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度； (5)將得到的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度與步驟(2)中測(cè)定的塑性變形量一一對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，就得到了奧氏體不銹鋼塑性變形量與直流磁化后剩磁場(chǎng)強(qiáng)度的標(biāo)定關(guān)系曲線(5)； (6)對(duì)奧氏體不銹鋼檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行步驟(3)中規(guī)定強(qiáng)度和方向的直流磁化，然后采用磁場(chǎng)測(cè)量裝置測(cè)定檢測(cè)對(duì)象直流磁化后的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度； (7)依據(jù)檢測(cè)到的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度，與步驟(5)得到的標(biāo)定關(guān)系曲線(5)進(jìn)行比對(duì)，得出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際塑性變形量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(1)中不同的奧氏體不銹鋼材料包括304、316型號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(2)中不同的塑性變形程度是指0-30%范圍內(nèi)塑性變形。
4.如權(quán)利要求1所述的一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(2)中塑性變形量檢測(cè)設(shè)備是指光學(xué)應(yīng)變檢測(cè)設(shè)備(6)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(3)中規(guī)定強(qiáng)度和方向的直流磁化是指200mT直流磁場(chǎng)、垂直于檢測(cè)對(duì)象表面方向的直流磁化。
6.如權(quán)利要求1所述的一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(4)中的磁場(chǎng)測(cè)量裝置是指磁通門磁場(chǎng)測(cè)量裝置(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種奧氏體不銹鋼塑性變形量的檢測(cè)方法。其特點(diǎn)是，包括如下步驟(1)對(duì)不同的奧氏體不銹鋼材料，制作系列試件；(2)對(duì)系列試件進(jìn)行不同塑性變形程度的損傷，同時(shí)檢測(cè)其塑性變形量；(3)對(duì)損傷后的試件進(jìn)行直流磁化；(4)采用磁場(chǎng)測(cè)量裝置測(cè)定不同試件的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度；(5)得到奧氏體不銹鋼塑性變形量與剩磁場(chǎng)強(qiáng)度的標(biāo)定關(guān)系曲線(5)；(6)對(duì)奧氏體不銹鋼檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行直流磁化；(7)依據(jù)檢測(cè)到的剩磁場(chǎng)強(qiáng)度，與標(biāo)定關(guān)系曲線(5)進(jìn)行比對(duì)，得出對(duì)應(yīng)的檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際塑性變形量。采用本發(fā)明的無損檢測(cè)方法可以對(duì)弱磁性奧氏體不銹鋼材料宏觀缺陷產(chǎn)生前塑性變形程度進(jìn)行定量無損檢測(cè)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域檢測(cè)方法的空白。
文檔編號(hào)G01B7/16GK103063124SQ20121055022
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者李紅梅 申請(qǐng)人:北方民族大學(xué)