红外检测技术的研究与发展现状

红外无损检测(IRT)技术作为一种新的检测方法,可以检测材料、构件的内部缺陷,评估材料的应力状态以及实现疲劳寿命的快速预测,对设备进行运行状态监测和故障诊断。简述了IRT技术的基本原理,从缺陷检测、应力检测、疲劳分析、图像处理、检测监测应用等方面阐述了国内外IRT技术的研究以及应用现状。介绍了国内外IRT检测设备和检测标准、技术应用情况,并指出了该检测技术的发展趋势。     

磁巴克豪森噪声技术在应力评估中的研究进展

磁巴克豪森噪声(MBN)技术可以探测铁磁性材料由于应力作用而发生的微观结构变化,进而评估材料受力和失效情况。基于金属磁畴理论和磁化理论,从微观上对MBN现象进行解释,并结合Jiles-Atherton磁化模型定量分析应力对MBN信号的影响,介绍应力作用下金属材料在弹性变形阶段和塑性变形阶段的MBN信号变化特点,分析材料所受载荷压力和残余应力在本质上对材料磁畴结构、晶粒易磁化轴、晶粒各向异性等微观结构的影响,指出应力既会促使材料内部产生缺陷从而阻碍巴克豪森跳跃,也会促进相邻磁畴壁的融合,进而增加巴克豪森跳跃,最终的MBN信号是应力对巴克豪森跳跃阻碍作用和促进作用相互博弈的结果。最后,还总结了MBN技术在应力评估方面的优势、不足及未来可开展的研究方向。     

热处理对35CrMo钢磁性能的影响

基于磁矫顽力和磁巴克豪森噪声(MBN)两种无损检测方法,研究不同热处理状态下35CrMo钢磁性能的变化规律,并以硬度测试作为对比验证。结果表明,相比于原始状态,淬火使35CrMo钢晶粒细化,矫顽力由10.42 A/cm提高至19.85 A/cm,增幅约90.40%,MBN应力集中明显;回火后,组织均匀,MBN应力水平整体下降,矫顽力降为12.50 A/cm,但最终的增加幅度仍有19.96%,与表面硬度变化基本一致,表明通过材料磁特性测量可有效表征不同热处理状态下的微观组织与力学性能,为产品质量在线检测提供技术参考。     

利用巴克豪森效应综合评价材料表面质量

巴氏噪声分析(BNA)是一种检测铁磁材料微观应力及金相组织的独特方法。本文对巴氏噪声的应用实例作了详细分析,表明BNA是评估材料残余应力、硬度、疲劳寿命、屈服强度以及测量磨削烧伤和热处理缺陷的一种快速、准确方法。巴氏噪声分析仪的问世为金属表面的无损测试及质量评估开辟了新的领域。     

磁巴克豪森残余应力测量技术在热处理工艺评估中的应用

磁巴克豪森噪讯（Magnetic Barkhausen Noise,即MBN）方法是残余应力无损检测中的一门新技术。通过结合虚拟仪器技术,实现了巴克豪森噪讯的采集和实时处理,并应用于铁磁材料热处理后残余应力分析。通过与盲孔法的比较,验证了SM570板材焊缝区在热处理前后MBN噪讯与残余应力的相应变化。     

磁声发射检测技术研究进展

磁声发射(MAE,Magneto Acoustic Emission)对材料的应力、塑性变形、热处理、疲劳及蠕变状态等都非常敏感,是一种非常有潜力的无损检测技术。介绍了MAE的信号特征和产生机制,综述了国内外MAE技术的研究现状及取得的主要研究成果,分析了MAE技术存在的一些问题,并对MAE技术的发展方向和应用前景进行了预测。     

铁磁材料疲劳损伤的磁性无损检测技术

疲劳破坏是铁磁材料构件主要的失效形式，评价铁磁材料的疲劳损伤在工程实践中具有重要的意义。磁性无损检测新技术在判断铁磁材料的疲劳损伤领域具有广阔的应用前景。综述了磁巴克豪森噪声技术（MBN）、磁声发射技术（MAE）和磁记忆技术（MMM）的检测原理、特点和应用情况，提出了三种新技术目前存在的问题和未来的发展。     

金属材料冲击疲劳损伤的涡流热成像检测

利用冲击疲劳损伤对材料微观结构和应力分布的改变导致的材料导热率和电阻率等参数变化的特性,提出了利用涡流热成像技术检测金属材料冲击疲劳损伤的无损检测方法,构建了检测系统。通过试验,获得了飞机刹车片的涡流热成像图像。结合对冲击疲劳损伤引起的塑性变形而导致的材料导热率和电阻率等的变化的分析,通过图像处理提取了试件的温升变化曲线,比对了受损区域和正常区域的红外图像差异,实现了对冲击疲劳损伤缺陷的判别。结果表明,涡流热成像法能够快速地判断材料受损位置。     

无损检测技术及工业应用综述

无损检测技术是在不损伤被测材料的情况下,检查材料的内在或表面缺陷,或测定材料的某些物理量、性能、组织状态等的检测技术。无损检测技术是一种非常有价值的技术,可以在不破坏待测物质原来的状态和化学性质的情况下进行产品评估、故障诊断和性能研究,既可以节省时间又可以节约成本。因而,无损检测技术广泛用于金属材料、非金属材料、复合材料及其制品以及一些电子元器件的检测。     

磁测应力技术的现状及发展

磁测应力是近几年发展起来的最新无损检测技术，分为金属磁记忆检测技术和基于逆磁致伸缩效应的磁各向异性检测技术。该技术适用于铁磁性金属构件失效的早期诊断，特别是在铁磁构件的疲劳强度和寿命评估研究中更具广阔的发展空间。介绍了磁测应力技术的基本概念、特点及国内外的研究现状，分析了目前存在的问题及其发展趋势。     

形变强化金属材料表面状态特征的疲劳演变研究进展

概述了形变强化技术对金属材料疲劳性能的增强机理,主要归因于残余压应力、加工硬化、微观组织等表面状态特征的协同作用。重点综述了形变强化处理后金属材料表层的残余应力、加工硬化以及微观组织等表面状态特征在热载荷、机械载荷影响下疲劳演变的研究进展,分别总结了热载荷、机械载荷以及热–机械耦合载荷等作用条件下残余应力松弛行为、加工硬化松弛行为以及微观组织的疲劳演变规律与机理,并就热载荷、机械载荷作用下残余应力松弛行为的理论预测模型进行了归纳总结。在此基础上,讨论了关于残余应力、加工硬化以及微观组织等表面状态特征因素之间内在联系的研究进展,并指出了对于上述三者之间的逻辑关系目前研究存在的不足之处,以及尚待解决的问题。最后分析了当前金属材料表面形变强化研究中存在的一些问题与不足,并对表面形变强化抗疲劳制造技术未来的发展趋势进行了展望。     

金属磁记忆技术用于去应力退火评估的可行性研究

本文基于磁致伸缩效应的新型金属磁记忆无损检测技术,利用金属磁记忆信号与应力大小严格的对应关系,对金属磁记忆检测技术用于去应力退火进行评估,进行可行性研究.通过研究分析发现,金属磁记忆信号与45钢的去应力退火程度有一致的单调性,通过检测金属磁记忆信号磁场的强度,可实现对去应力退火工艺的评估.     

锁相热成像无损检测方法的基础实验研究

红外热成像技术是一种新型的无损检测技术,能够成功应用于各种类型材料缺陷检测,但随着无损检测要求的不断提高,特别是对于新型航空航天材料的缺陷检测,如微小尺度缺陷和疲劳损伤等,因此需要加强各种无损检测技术在检测微弱信号方面的能力.锁相热成像技术是一种高灵敏度的热成像技术,在此主要探讨了锁相热成像技术的原理、实现方法以及实验中注意的问题.     

基于巴克豪森效应的钢轨表面应力研究

基于巴克豪森噪声(MBN)检测原理,研究了60 kg/m钢轨的巴克豪森信号与压应力的变化关系。介绍了MBN检测系统的设计与实行方案和在应力检测方面的应用。在材料的弹性范围内,MBN平均值、均方根和振铃数都随着压应力的增大而减小,其变化率依次递增。MBN峰值时间随着压应力的增大而增大。MBN信号与温度呈线性关系,可用来检测不同温度下的钢轨应力值。     

基于MBN法的应力检测参数优化及试验

搭建了基于磁巴克豪森噪声(MBN)原理的电磁检测平台,以Q235钢为试验对象开展了应力检测研究。在试验之前采用不同的波形、频率和电压进行测试,分析MBN信号峰值与频率、电压的关系,确定最优的激励参数。通过静载拉伸试验确定MBN信号与拉应力之间的关系,拟合MBN信号峰值与拉应力的关系曲线,分析信号峰值作为应力评价指标的可行性。结果表明:正弦波作为激励信号产生的MBN信号特征明显、信噪比高;MBN信号峰值随拉应力的增大而先增大后减小;分析非线性拟合曲线可以对应力集中程度进行评估。     

航空材料组织与残余应力评价对中子散射与同步辐射技术的需求

航空材料是航空装备发展的基础，航空材料及其构件从研发、制造、服役、维修到重大事故（故障）的失效分析等全寿命周期中，检测与表征技术起着关键性作用。本研究以问题与需求为导向，结合具体案例，阐述了航空材料及其构件在新材料研发、构件制造、产品服役与可靠性评估、重大事故（故障）的失效分析中，现有检测手段存在如不能无损地开展构件内部组织结构、残余应力等表征与评价方面的不足，以及航空材料在组织结构、残余应力等表征与评价中对于中子散射和同步辐射大科学装置技术的迫切需求，提出了发展航空中子应力谱仪、加强中子散射与同步辐射技术在航空材料中的技术开发与应用研究等建议。     

火焰筒头部铸件裂纹产生原因及消除

发动机试车后,材料为铸造K403合金的火焰筒头部某处出现裂纹。采用宏观和微观断口、化学成分、金相组织以及能谱分析等试验方法,对裂纹原因进行分析,并对零件开展了热处理工艺模拟试验和金相组织对比。结果表明:该火焰筒头部裂纹与铸造过程中残余应力有关,应力裂纹在零件热处理时进一步扩展。应力裂纹属于制造过程中产生的缺陷,通过减少铸件残余应力、增加必要的无损检测等措施可消除。     

Fe-Cu合金热老化的巴克豪森噪声研究

对Fe-1.0wt%Cu合金进行550℃不同时间的时效处理。采用巴克豪森噪声信号(MBN)检测,透射电镜(TEM)和显微维氏硬度测试等方法研究了MBN信号与微观组织和力学性能之间的关系。结果表明:MBN信号对富Cu原子团簇非常敏感,随着时效时间的延长,MBN信号先快速降低,并于2 h处取得极小值,随后又缓慢增加。上述变化主要归因于富Cu原子团簇以及内应力场对材料磁畴壁运动的阻碍作用。维氏硬度测试显示Fe-1.0wt%Cu合金时效过程存在显著的硬化和软化两阶段,且硬度值与MBN信号倒数呈相似的变化规律。通过线性拟合可得到MBN信号与维氏硬度之间的线性关系式。同时也验证了MBN检测技术用于富Cu原子团簇引起的材料老化检测的可能性。     

超声红外热波技术的研究现状

超声红外热波技术是一种新型无损检测技术,对金属试件疲劳裂纹、复合材料冲击损伤等缺陷具有良好的检测效果。简述了超声红外热波检测技术的基本原理及特点,然后从试验研究、理论研究和缺陷识别等方面归纳了该技术的国内外研究现状,最后针对现有研究中存在的不足,指出了相应的对策与建议。     

300km/h高速列车车体残余应力超声波法无损测量

高速列车车体采用铝合金焊接结构,高速列车起动快和制动,交会对接和出入隧道,车体承受应力复杂,车体残余应力分布迫切需要关注.基于声弹性效应,超声波可以无损检测出结构内部应力.开发了超声波法焊接残余应力测量系统,克服了传统应力测量方法费时耗力、破坏、体积庞大等缺点.对高速列车车体侧墙部位的焊接残余应力进行了实时快速无损测量,为服役状态下高速列车车体结构安全评估和疲劳寿命预测奠定了基础.提出了焊接结构安全评定虚拟样机的工程应用设想.