結構鋼熱損傷的巴氏磁參量表征及影響因素分析.pdf

1、依據材料磁性能與材料機械性能內在的耦合關系，研究結構鋼熱損傷程度的磁參數定量表征方法及相關問題，對結構件的壽命預測和可靠性評估具有重要的理論意義和工程實用價值。本文采用實驗測試與理論計算相結合的分析方法，研究了巴克豪森磁參數(BN)的變化量與疲勞性能的相關性，并對影響磁參數的應力應變因素和微觀組織因素進行了較全面的分析，得到了具有創(chuàng)造性的研究成果。 通過對激光燒傷試樣的巴氏磁參量和疲勞壽命的對應測試，發(fā)現巴氏磁參量的比值BNr可

2、以用來表征300M鋼的熱損傷程度，且BNr與疲勞壽命縮減度非線性相關，與疲勞強度縮減度近似線性相關。分析認為，熱損傷造成的構件疲勞壽命降低，其機理歸結為在損傷區(qū)附加了殘余拉應力，同時，短時高溫加熱也造成構件表面局部材料組織的變化，使受熱區(qū)域的力學性能降低。 系列熱處理試驗結果表明，材料組織或熱處理狀念對巴氏磁參量有一定影響，表現在高溫回火組織的巴克豪森信號幅值對應力的變化最為敏感，低溫回火組織和淬火組織最不敏感，而退火組織介于中

3、間。在拉應力區(qū)相同的應力條件和測試條件下，高溫回火組織能感應出相對最高的BN值，退火組織次之，低溫回火組織和淬火組織最低。 四點彎曲靜加載實驗表明，當磁化方向與單軸應力變化方向平行時，巴克豪森信號幅值隨扣應力的增加而增大，隨壓應力的增加而減小。同時，發(fā)現了巴克豪森信號強度與應力的逆相關現象，即在單軸應力變化的條件下，當磁化方向與單軸應力變化方向垂隨時，巴克豪森信號強度隨拉應力的增加反而減小的現象，提出了疇壁移動阻力與正應力非直接