[发明专利]一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法

摘要

本发明是一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法，该方法通过材料中缺陷的无损检测精确定位、高周疲劳性能试验、断口分析、缺陷特征统计等步骤，确定缺陷种类、尺寸、位置、分布等特征与疲劳性能的关系，为现有材料及新材料制件无损检测的验收标准提供了直接数据支持。本发明方法采用多种无损检测方法进行缺陷精确定位后再进行后续疲劳性能试验和分析，实现了缺陷特征可设计化并避免了结果的随机性，从而减少疲劳性能试验数量，降低时间和经济成本。本发明提出的方法可对缺陷尺寸、位置、种类、分布等多参量进行综合性的定量分析，与传统方法只能进行单个参量的定性分析相比，获得的信息更为丰富全面，实用性更强。

主权项

1.一种基于无损检测的缺陷与疲劳性能关系的确定方法，其特征在于：该方法的步骤如下：/n步骤一、典型缺陷试样的收集/n首先根据材料确定与疲劳性能相关的缺陷种类，然后采用超声C扫描检测技术，对材料内部缺陷进行检测，在材料上标记缺陷信号所对应的部位，根据扫查得到的C扫描图像，选择不同尺寸、不同位置的缺陷并以该缺陷为中心加工长方体试样，再次采用超声C扫描检测技术，对长方体试样进行不少于两个入射方向的检测，根据不同入射方向的C扫描结果，精确确定缺陷在长方体试样中的空间位置以及当量尺寸；/n步骤二、高周疲劳性能试样的加工/n以长方体试样中确定的缺陷空间位置为中心，加工为轴向光滑高周疲劳性能试样，同时，选择超声检测无缺陷部位制作不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样作为对比试样；/n步骤三、高周疲劳性能试验/n在室温下按照HB5287-1996的方法，在高频疲劳试验机上对所述轴向光滑高周疲劳试样施加固定载荷开展疲劳试验，直至试样断裂，记录每个试样的疲劳寿命值；/n步骤四、疲劳断口分析/n在体视显微镜下观察和记录断口的整体形貌，确定断裂源；若断裂源位置与无损检测所选定缺陷的位置不同，则将该试样予以剔除，剩余试样为有效样本；/n采用扫描电镜对有效样本进行断口缺陷性质分析以确定缺陷种类，并精确测量断口处缺陷的尺寸和位置；/n步骤五、有效样本的确定/n如果有效样本中的缺陷种类少于步骤一中所确定的种类，或某个缺陷种类的有效样本数量少于10个，则重复上述步骤一至步骤四，直至缺陷种类完整、有效样本数量达到预设要求；/n步骤六、缺陷特征对疲劳性能影响的确定/n分别统计有效样本中含缺陷和不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样的寿命值，绘制不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样的试样-寿命值曲线Ⅰ，得到不含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样的寿命值范围，对含缺陷的轴向光滑疲劳性能试样的寿命值进行如下数据处理：/n针对每一个缺陷种类的轴向光滑疲劳性能的有效试样，绘制试样-寿命值曲线Ⅱ、断口处缺陷的尺寸-寿命值曲线和断口处缺陷的位置-寿命值曲线；/n针对每一个缺陷种类的轴向光滑疲劳性能的有效试样，根据步骤一中确定的当量尺寸，绘制当量尺寸-寿命值曲线。/n