铝合金预拉伸板残余应力超声检测试块组及其使用方法_2

文档序号:8281050阅读:来源:国知局
力水浸超声检测试块的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
0.对所述平行试块B中的试块采用残余应力有损方法或X射线衍射法测量残余应力,测试点不少于3点,其中3点分别设在轧制面的中心及距离轧制中心两侧80mm处,如图3所示,此3点的残余应力相互差值小于35Mpa ;并将在轧制面的中心的点的残余应力测试结果标记在各组的各相同拉伸率的试块上。
[0024]此技术方案中,选取3个点进行测试,获得了 3个点的残余应力值,但只选用轧制面中心点的残余应力进行标识,这样可以与实际超声波探头在试块上校准时的点保持一致,另外2个点可以提供质量保证的作用。
[0025]所述残余应力有损方法为所述残余应力有损方法为钻孔法、层削法或裂纹柔度法;此技术方案优选成本低廉、常用的钻孔法。使用X射线方法检测获得的结果是材料表面的残余应力值,而超声波方法获得的是材料近表面的残余应力值。X射线衍射方法获得的残余应力值需要进行较复杂的换算才能获得表征超声波检测方法获得的结果,而且费用较虫贝O
[0026]2).对所述试块组合中的各试块采用水浸超声波检测,获得试块组合中各试块的残余应力值,设置残余应力标尺; 3).对被检测的铝合金预拉伸板进行残余应力的检测,与步骤2)中的标尺进行对照评价;
使用通过试块组合获得的标尺对使用超声波方法测得的被测样品的残余应力值进行标定,计算被测样品组的残余应力极差值,当残余应力极差值(均匀性)劣于客户要求或公司规范要求时将被检测的铝合金预拉伸板判废,所述残余应力极差值为残余应力最大值和最小值的差值,体现残余应力的不均匀程度。此技术方案中,通过计算被测样品的残余应力最大值和最小值的差值,得到被测样品的残余应力极差值,作为评价被测样品残余应力均匀性的基础。
[0027]较优的,试块组合使用时,先将试块按组序列进行排列,长度和厚度的侧面相互靠紧。试块组合的轧制面上表面方向与被检测板材的轧制面上表面方向相同。使用超声波探头依次在试块组合上获得5个具有梯度的残余应力数据。此过程必须保证超声波探头与试块表面垂直。从试块组合上获得的5个具有梯度的残余应力数据用于设置残余应力数值的彩色标尺。彩色标尺中的残余应力数值为O MPa的点被设置为绿色(工业国际标准色卡编号:RAL 6018),代表临界残余应力数值。残余应力数值低于临界残余应力数值时使用比RAL 6018更冷的色调表示,例如RAL 5011。.残余应力数值高于临界残余应力数值时使用比RAL 6018更暖的色调表示,例如RAL 3020。彩色标尺设置的完成即完成了残余应力测量标定。
[0028]残余应力测量完成标定后,开始使用水浸式超声波检测设备对被检测的铝合金预拉伸板进行扫查,扫查完成后水浸式超声波检测设备生成被检测的铝合金预拉伸板的残余应力分布图,使用通过试块组合获得的彩色标尺对被测样品的残余应力的极差值(残余应力的不均匀程度)进行标定。当残余应力的极差值(残余应力的不均匀程度)劣于客户要求或公司规范要求时将被检测的铝合金预拉伸板判废。
[0029]整套试块组在使用时,乳制面上表面方向与被检测板材的轧制面上表面方向相同。采用此技术方案是为了减少检测面的不同造成残余应力检测准确性的影响。
[0030]作为本发明的进一步改进,试块组还包括平行试块A,所述平行试块A保存在20~25°C干燥箱中,水平放置,试块间隔为50-100mm,并定期取出对试块组合进行校准。
[0031]由于试块在使用过程中,出现残余应力变化的情况,将平行试块A妥善保存,作为校准样,达到了评价试块有效性的目的。平行试块B有利于找到残余应力的临界点,有效地确定试块中允许存在的残余应力水平,提高了试块的制备率。
[0032]作为本发明的进一步改进,所述残余应力标尺的设置方法为:对要求的临界残余应力值O MPa进行颜色标识,对具有不同残余应力的各试块也采用颜色进行标识,高于临界残余应力值的试块用比临界残余应力值标识颜色冷色的进行标识,低于临界残余应力值的试块用比临界残余应力值标识颜色暖色的进行标识。
[0033]使用水浸式超声波探头依次在试块组合上获得数个具有梯度的残余应力数据,这些数据与标记在试块上的残余应力值一起用于设置残余应力数值的彩色标尺。
[0034]与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过对同一批次的状态均匀的可热处理铝合金板样品进行固溶淬火,然后对这批铝合金板样品进行不同预延伸率的处理,从而获得具有梯度残余应力的试块组。这种试块组在不受异常温度和外力影响条件下,可以较长时间的保持试块上的残余应力。
[0035]通过对试块的平行试块B进行钻孔法残余应力检测寻找到残余应力的临界点,有效地帮助确定板材中允许存在的残余应力水平,从而帮助筛选出符合质量要求的铝合金预拉伸板材。
[0036]本发明无需对样品进行复杂的机加工和装配,节约了成本而且提高了试块制备的成功率。该方法有利于对铝合金预拉伸板近表面残余应力进行无损评价。
[0037]另外,还可以通过对试块的平行试块A进行妥善保存并与试块进行定期比较测量,从而确认试块的有效性。
【附图说明】
[0038]图1是本发明实施例中试块组制作流程图;
图2是本发明实施例中试块组合示意图;
图3是本发明实施例中残余应力测试点位置示意图,图中箭头所指方向为轧制方向。
【具体实施方式】
[0039]以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述。
[0040]实施例1
图1为试块组制作流程图,按此流程,铝合金预拉伸残余应力水浸超声试块组详细的制备方法如下:
1、从待检测的同批次铝合金预拉伸板材中截取15块宽50mm、长405mm的矩形试块,长度方向与板材轧制方向相同,将试块平均分组,如图2所示,分别得到试块组合、平行试块A和平行试块B三组,每组各有5块试块;
2、对截取的试块进行固溶淬火;
3、用电导仪对试块在每间隔宽20mm、长250mm的位置上进行电导率检测,电导率极差值应小于1.5%IACS ;
4、对试块组合、平行试块A和平行试块B分别进行相同的梯度拉伸,消减残余应力;如图2所示,每组试块中5块试块的第一组、第二组、第三组、第四组合和第五组的延伸率按次序依次为0.5%、1%、2%、2.5%和3% ;并将拉伸夹区及其附近50~80mm处4和5的位置标记为“非测试区”,如图3中所示;
5、对拉伸后的试块在室温下进行5天的自然时效处理;
6、待冷却至室温后进行外观尺寸检验,尺寸公差应符合ASTME 127的要求;
7、经过上述工序,得到整套试块梯度残余应力,分别为试块组合、平行试块A和平行试块B。
[0041]使用上述试块铝合金预拉伸残余应力水浸超声检测方法如下:
O梯度残余应力制作完成后,平行试块A的试块应保存在20~25°C干燥箱中,水平放置,试块间隔为50-100mm,防止取出时相互碰击,平行试块A定期或使用前取出对试块组合进行校准,两者残余应力数值相差小于10%时整套试块被判废;
2)梯度残余应力制作完成后,平行试块B采用钻孔法测量梯度残余应力,测试点为三个,分别在轧制面的中心I及距离轧制中心两侧80mm处2和3,如图3所示,各点的残余应力差应小于35MPa。取轧制面的中心I的点的残余应力值对试块残余应力值进行标记。平行试块B中应至少有一块的残余应力小于O Mpa,且至少有一块的残余应力大于OMpa,则整套试块有效,则将平行试块B作为参考试样,并将测试结果标定试块组合;
3)试块组合测试标定:将试块按组序列排列,长度与厚度的侧面相互靠紧,保持试块组合与被检测板材的轧制面上表面方向一致,使用超声波探头依次检测试块组合,使超声波探头与试块表面垂直,获得5个梯度残余应,并用于设置残余应力彩色标尺,OMpa为临界残余应力数值,彩色标尺中用为绿色表示。数值小于临界残余应力数值用更冷的色调表示。数值大于临界残余应力数值用更暖的色调表示。彩色标尺设置的完成即残余应力测量完成标定;
4)残余应力均匀性检测:残余应力测量完成标定后,使用水浸式超声波检测设备对被检测
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