面向再制造的510L钢疲劳裂纹扩展磁记忆检测.pdf

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1、第49卷第1期机械工程学报Vo1．49NO．12013年1月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJan．2013DoI：10．3901／JME．2013．01．135面向再制造的510L钢疲劳裂纹扩展磁记忆检测木黄海鸿刘儒军张曦汪燕刘志峰f合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009)摘要：为探索磁记忆信号在铁磁性材料裂纹扩展过程中的变化规律，以5IOL钢为研究对象，采集裂纹扩展过程不同区域的磁记忆信号，计算裂纹尖端的应力强度因子，分析疲劳断口形貌，探讨金属磁记忆方法对铁磁材料疲劳损伤与裂纹扩展检测的可行性，并建立裂纹尖端磁记忆信号梯度Jl，m值和应力

2、强度因子之间的关系。结果表明：(试样宏观切口处的磁记忆信号特征量比裂纹尖端应力集中处的磁记忆信号特征量明显；梯度墨值和应力强度因子在疲劳循环累积下均呈指数形式增加，从断裂力学角度说明反映疲劳累积损伤的可行性；磁记忆信号特征量(y)及，m可以反映经过不同服役期的510L钢损伤情况，为再制造修复和加工提供依据。关键词：磁记忆检测疲劳裂纹扩展应力强度因子再制造中图分类号：TG115MagneticMemoryTestingTowardsFatigueCrackPropagationof510LSteelHUANGHaihongLIURujunZHANGXiWANGYanLIUZhif

3、eng(SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009)Abstract：510Lsteelischosentostudyhowmagneticmemo~signalschangeduringferromagneticmaterial’Scrackpropagationprocess．ToestablishtherelationshipbetweenthegradientKnaxofmagneticmemo~signalsofthecracktipanditsstr

4、essintensityfactorKhthemagneticmemo~signalsindiferentregionsonthetestpiecesarecollectedandanalyzed，thestressintensityfactorsofcmcktipsarecalculated，andthefatiguefracturesurfacesareanalyzed．Theresultsshowthattheobservedmagneticmemo~signalatthemacrokerfofthetestsampleM(23haslargeramplitudethan

5、thatatthezoneofstressconcentrationofthecracktip．Both“andincreaseexponentiallywhenthefatiguecyclicaccumulates．Itprovesthat“Canbeusedtoquantifythecumulativefatiguedamagefromtheviewpointoffracturemechanics．Thefeaturesofmagneticmemo~signal，fy)andKma】【，Canquantifythedamagesof510Lsteelafterdiferen

6、tserviceperiods，andprovidesolidreferencesfortheremanufacturing．Keywords：Magneticmemo~testingF~iguecrackpropagationStressintensityfactorRemanufacturing结构，从微观上验证了金属磁记忆检测的力一磁效应0前言原理；WANG等L4建立了自有漏磁信号与应力集中之间的理论模型，分析了自有漏磁信号的影响因素。金属磁记忆检测作为一种新型无损检测技在试验研究方面，GUO等研究了不同载荷下拉伸术【l。2J，因具有早期诊断的潜力而引起了极大关注，试样表

7、面磁记忆信号特征量的变化规律；YAO等J是铁磁性金属零件再制造检测的潜在手段之一。铁对比了拉伸及压缩载荷下磁记忆信号的变化规律。磁性物质在地磁场与外应力的共同作用下，应力和在实际应用检测方面，ROSKOSZ把磁记忆技术应变形集中区磁畴状态发生不可逆变化，在材料表面用于焊接接头的检测，并与射线检测结果进行对比：突变的漏磁信号以“磁记忆”形式记录下来。为探DUBOV等I8-9]把磁记忆技术应用于蒸汽管道、石油讨磁记忆现象的本质，实现磁记忆检测的工业化应管道等的检测。这些研究针对金属磁记忆方法提出