【标准规范】《金属材料残余应力测定全释放应变法》编制说明

《【标准规范】《金属材料残余应力测定全释放应变法》编制说明》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、http://www.docin.com/sundae_meng《金属材料残余应力测定全释放应变法》国家标准编制说明1工作简况1.1任务来源根据全国钢标准化技术委员会《钢标委[2011]29号文件》“关于转发国家标准化管理委员会2011年第二批国家标准制修订项目计划的通知”所下达的国家标准修订计划，《金属材料残余应力测定全释放应变法》标准列入国家标准修订计划，计划编号为20111034-T-605。该标准由武汉钢铁（集团）公司、中国科学院金属研究所和上海出入境检验检疫局共同负责起草。1.2起草过程残余应力的存在往往对构件（特别是焊接产品）的使用带来重大影响，如加速疲劳断

2、裂，促进应力腐蚀开裂等，了解残余应力大小和分布的主要方法就是应力的测定。可以把现有的残余应力测量方法分成三大类：无损的物性法这一类方法利用材料在应力作用下物理性能发生变化的特点来测定残余应力。例如X射线衍射法和中子衍射法利用材料的晶格常数在应力作用下发生变化形成不同的衍射峰来测定残余应力；磁性法利用材料在应力诱导下产生磁致伸缩效应或Baukhausen噪声来测定残余应力。这类方法的特点是非破坏性和对材料组织结构的过分依赖。破坏或半破坏性的应力释放法利用切割或钻（套）孔使构件中的残余应力得到全部或部分释放，根据释放应变和释放方法求出相应的残余应力大小。此类方法多数利用电阻

3、应变片作为测量敏感元件，测定精度较高。例如全释放应变法将构件彻底切割破坏，使应力得以全部释放，对于应力梯度不大的情况，可以获得十分精确的结果；盲孔法属于半破坏性方法，它要在构件表面钻一盲孔（一般F1.5´2.0mm），在工程上应用较广。这类方法的特点是破坏性和不受材料组织结构控制，对大应力梯度场的测量有误差。无损的（压痕）应力叠加法此类方法和应力释放法相反，采用特定压头压入材料表面，通过压痕获得附加应力场，再根据附加应力场诱导的位移场变化信息来获得残余应力，包括硬度法、纳米压痕法和压痕应变法。但硬度法和纳米压痕法目前只能定性测量，而压痕应变法是其中最具现场应用价值的方法

4、，该方法的特点是非破坏性、方便性和准确性。全释放应变法始于一个世纪前。1888年俄国的Kalakoutsky最早报道了测量纵向残余应力的切槽法（Slitting），1950’s初，美国的Treuting等人将之称为截面解剖法（Sectioningmethod）。目前全释放应变法已经在国内外的钢铁、水电、制铝、电力等行业得到大量应用，已被科研院所、高校和生产企业所广泛接受。第9页共9页http://www.docin.com/sundae_meng标准起草单位通过对国内外有关标准及相关文献进行了广泛调研[1～27]，于2012年8月提出《金属材料残余应力测定全释放应变法》

5、国家标准征求意见稿和相应的编制说明，并向有关生产、使用单位及研究院所征求意见。现就该标准的编制情况说明如下。2制定本标准的原则查阅了大量的国内外有关标准及相关文献，没有发现有可以直接借鉴的现成的国外标准和国内标准。但也查阅一些相关标准，可以参考，例如在铁路钢轨和钢管产品标准中部分章节就涉及到释放应变法测量残余应力的内容。在相关产品标准中，释放应变法多测量简单的单向残余应力，但在大型工程检测和科研项目研究中经常测量平面双向残余应力，也有测量三向残余应力的。考虑到三向残余应力的测量费工费时，周期长，一般单位涉及少。因此，本标准草案在正文中详细列出了单向残余应力和双向残余应力

6、的测量过程和计算公式作为必须要求，而仅在附录中提出三向残余应力的测量过程和计算公式，供有兴趣的单位参考。本标准草案的标题形式、整体结构、层次划分、编写方法、术语与符号等技术内容尽可能与GB/T24179-2009《金属材料残余应力测定压痕应变法》一致。3标准草案中重点技术内容的说明3.1在全释放应变法的适用范围中，说明了该方法所测得的残余应力只是一定体积材料内的平均值，因而对于表层以下应力梯度特别大的情况（如涂层材料和机加表面），测量所得的结果与实际相比会偏小，这在第8节中有相应说明。另外，采用该方法测量残余应力，前提是知道材料的弹性模量和泊桑比。3.2压痕应变法测量残

7、余应力用的应变记录设备无特殊要求，只要能满足应变仪的最低行业标准即可，因为即使读取应变数值的过程较长而产生漂移，产生10me的误差也不会引起超过2MPa的残余应力变化。3.3在全释放应变法测量残余应力过程中，测量表面的准备和应变片的粘贴等环节十分重要，需要按有关要求仔细而谨慎操作。对于应变片粘贴时间，一般要求1-2天，以保证应变片的粘贴充分干燥且强度达到最大。同时，为了避免切割过程中升温造成初始应变的漂移，适当温度的干燥是必要的。但是，干燥温度不宜过高，否则会使应变片粘贴失效。3.4试件的切割过程需要特别小心，一旦损伤应变片，测点将不可恢