Metody měření zbytkového napětí v titanové slitině

Dec 17, 2025

Zanechat vzkaz

Zbytkové napětí je nestabilní stav napětí, který existuje v materiálech ze slitiny titanu a konstrukčních součástech po svařování nebo mechanickém zpracování. Když je výrobek vystaven vnějším silám, aplikované napětí interaguje se zbytkovým napětím, což způsobuje plastickou deformaci v určitých lokálních polohách a redistribuci vnitřního napětí. Po odstranění vnější síly dojde k deformaci celého objektu. Zbytkové napětí výrazně ovlivňuje únavovou pevnost, statickou pevnost a odolnost obrobku proti korozi, což vede k výrobním vadám, jako je deformace a praskání, a tím ke snížení životnosti dílů. Kromě toho je zbytkové napětí hlavním faktorem ovlivňujícím rozměrovou stabilitu dílů.

 

V současné době lze tradiční metody měření zbytkového napětí rozdělit na metody měření mechanického uvolňování a nedestruktivní metody měření. Metody měření mechanického uvolnění zahrnují oddělení nebo vyříznutí součásti se zbytkovým napětím od konstrukční části, aby se napětí uvolnilo, a pak měření změn přetvoření, aby se určilo zbytkové napětí. Přestože tato metoda způsobuje určité poškození nebo zničení obrobku, má vysokou přesnost měření, -dobře propracovanou teorii a vyspělou technologii a je stále široce používána. Zahrnuje především metodu vrtání, metodu prstencového jádra a metodu segmentovaného řezání, mezi nimiž metoda mělkých slepých otvorů způsobuje nejmenší škody. Ne-destruktivní metody měření, známé také jako metody fyzikální detekce, zahrnují rentgenovou metodu, rentgenovou difrakční metodu, neutronovou difrakční metodu, metodu rastrovací elektronové akustické mikroskopie, metodu interferometrie s elektronickým tečkovaným vzorem, ultrazvukovou metodu a magnetickou metodu atd. Tyto metody nezpůsobují poškození testovaného kusu a vyžadují drahé vybavení. Mezi nimi jsou poměrně vyspělé rentgenová metoda a ultrazvuková metoda. Rentgenová metoda je přesná a spolehlivá a lze ji opakovat v původním bodě měření. Je nejúčinnější, když se napětí prudce mění v malém rozsahu. Ultrazvukové měření napětí vychází z teorie akustoelasticity a využívá fenoménu akustického dvojlomu v namáhaných materiálech. Když nedochází k žádnému napětí, je rychlost šíření ultrazvukových vln v izotropním elastickém tělese odlišná od rychlosti při namáhání. Vztah mezi rychlostí ultrazvukové vlny a napětím se používá k měření zbytkového napětí.

 

Residual stress at different locations
Zbytkové napětí na různých místech

 

Společnost používá rentgenovou metodu k detekci zbytkového napětí ve svarech svařovaných konstrukčních součástí z titanové slitiny pro námořní zařízení. Zbytkové napětí v poloze svaru ve -svařovaném stavu je 200 MPa a po tepelném zpracování odlehčením 600 stupňů/2h je zbytkové napětí 90 MPa, což prokazuje významný vliv na eliminaci zbytkového napětí.

Odeslat dotaz