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高强度螺栓磁粉探伤的实践

发布日期:2019-03-19

                                                   高强度螺栓磁粉探伤的实践

  轿车车辆或风电机组不锈钢螺栓、高强度螺栓、螺丝、美制螺丝是重要要的连接件,其间高强度螺栓是最重要的连接件之一。因为高强度螺栓在技术上有一系列特征:高强度、高精度等级;效能条件严峻,它将随主机一同终年饱尝盛暑酷寒和极点温差的检测,接受高温、低温的腐蚀;功率高,交变载荷大、颤抖、腐蚀和超载等特质;除遭到轴向预紧拉伸载荷的效果外,还会在作业中遭到附加的拉伸交变载荷、横向剪切交变载荷或由此复合而成的曲折载荷的效果,有时还遭到冲击载荷;附加的横向交变载荷会引起螺栓的松动,轴向交变载荷会引起螺栓的疲倦开裂;而轴向拉伸载荷会引起螺栓的推迟开裂,会在环境介质的效果下产生,以及高温条件下引起螺栓的蠕变等。

近年来,跟着我国轿车工业和风电作业的快速打开,对轿车和风电机组质量的要求也不断提高,轿车工业和风电作业对高强度螺栓等零部件的要求逐步加严。在高强度螺栓制作的制品外表查验中,引进愈加严峻、更加准确、直观的“磁粉探伤”办法,由此更简略露出出高强度螺栓外表和近外表存在的各种磁痕缺点。可是,对制品查验中存在的磁痕品种差异,是很有必要的。

  1、磁痕的描画

  磁粉探伤检测又称 MT或 MPT(Magnetic Particie testing),适用于钢铁材料等磁性材料的外表邻近进行探伤的检测办法。此办法运用铁受磁石招引的原理,检测进程中使被检测件遭到磁力的效果,磁化后的铁磁性材料内部有磁力线传达,当螺栓外表与磁力线成必定夹角的缺点存在时,缺点处导磁率与基体材料不同,在缺点处构成漏磁场,将散布在磁化材料外表的磁粉吸住,构成肉眼可见的磁痕,然后显示出缺点的方位和形状。

  2、磁痕的构成原因

  跟着磁粉探伤的办法的引进,在高强度螺栓外表及近外表上存在的裂纹、划痕、发纹等缺点很简略显示出来。有时,遭到探伤电流挑选过大等要素影响,高强度螺栓中显微成分偏析(如带状安排等)也能反映出来。这些缺点的构成要素许多,有的是钢材练习进程中发作,如发纹、成分偏析、带状安排、魏氏安排等,有的是在钢材加工或螺栓温镦、热处理、车削进程中发作,如裂缝、划伤等。

  因为磁痕的构成原因的多样性,在磁粉探伤中,对探伤进程中呈现的磁痕有必要进行归纳剖析,不能单凭形状就简略判别磁痕的类别。即要考虑加工办法的影响,更要留神查询磁痕周边的形状和趋势等要素,才调做出正确的判别。只要在差异高强度螺栓磁粉探伤中呈现的缺点类别基础上,才调有针对性地剖析不同缺点的产生原因。更重要的是,应该进一步议论磁粉探伤中呈现的各种缺点对高强度螺栓运用进程的影响,研讨对策以避免类似事端发作。

  3、磁痕的分类及影响

  3.1 裂纹类磁痕裂纹类磁痕大多是在高强度螺栓加工进程或运用进程中发作的。依照高强度螺栓不同形状,加工工艺,各类裂纹类磁痕分为以下几类。

  ① 温镦工艺不妥。如加热不妥、操作不正确,终锻温度太低、冷却速度太快、规范凹凸及折叠处有显着的沟状等原因发作裂纹。

  ② 热处理不妥。如加热温度过高、或冷却速度过于剧烈,由热应力和安排应力叠加引起裂纹。

  ③高强度螺栓外表在磨削加工进程中,因为所选用的磨削工艺不妥,磨削量过大、磨削速度过快引起外表过热或过冷,砂轮不平及砂轮不尖利等构成的裂纹。

  3.2 发纹类磁痕

  发纹是因为钢中的非金属夹杂物和气体所构成。在练习时,有害杂质元素虽经净化,但却难以彻底消除;加之铸造进程中又有一部分气体和外来的非金属夹杂物混入钢水中,当钢水凝集时,它们未能浮出而被关闭在钢锭(坯)内,在后续的轧制成型时,非金属夹杂物就沿着压延方向拉长,有的被破碎、有的构成条状或链状、片状散布于成材的轴线方向上。

  经磁粉探伤或热冷酸浸蚀就构成肉眼可见的发纹,在冷镦进程中,部分露出于螺栓的外表、或部分躲藏于皮下,实践生产中,许多呈现因为原材料内部存在大颗粒夹渣或气孔等缺点,导致高强度螺栓在磁粉探伤时磁痕超支的现象。

  有材料认为,因为发纹的深度较浅,一般不跨越0.15mm,在它的周围不会构成应力会集现象,它和原材料基体金属开裂的裂缝有本质上的不同。而发纹对高强度螺栓的运用危害性却远远小于裂纹,后者不管长度、深度、散布都较前者严峻的多。故应将两者加以差异,别离对待,切不可将发纹当作裂纹相等处理。

现在,是否存在对磁粉探伤中呈现的发纹要求过严的倾向,还需要对制品高强度螺栓做许多的耐久性实验才能判定。也有认为,高强度螺栓磁粉探伤发现的由夹杂物引起的独自散布的综向磁痕对高强度螺栓的疲倦寿命没有影响。

  3.3 成分偏析类磁痕

  成分偏析是因为钢水中的合金元素在结晶进程中来不及松散,构成的成分散布不均,发作成分偏析,这类显微安排在磁粉探伤进程中,也能够显现出来。高强度螺栓的成分偏析类缺点是带状安排。因为高强度螺栓在执役进程中,首要遭到压应力的影响,与非金属夹杂物构成的发纹比较,成分偏析类磁痕的影响更小,对高强度螺栓的疲倦寿数几乎没有影响。材料标明,这类磁痕不会显着下降纵向的拉伸、疲倦开裂等功能。因而,成分偏析类磁痕能够为不会影响高强度螺栓的运用寿数。(此处不进行议论)

  4、磁痕的改善办法

  4.1 裂纹类磁痕

  裂纹类磁痕在钢材加工或高强度螺栓温镦、热处理、车削等进程中发作。在对原材料进行外表探伤,确保表面质量抵达规范的前提下,高强度螺栓能够经过改善模具设计,合理分料,并确保高强度螺栓始锻温度、终锻温度,严峻按铸造工艺实施等办法,来削减高强度螺栓外表裂纹类磁痕的呈现概率。

  4.2 发纹类磁痕

  发纹类磁痕一般应在练习工艺中处理,改善铸造进程的结晶状况及添加加工进程的压缩比,此是改善因为钢中气体发作发纹类磁痕的有用办法之一。

加工高强度螺栓进程中,加大六角头压缩比或选用“镦拔”工艺,也能将非金属夹杂物变成愈加纤细的颗粒并使之散布均匀,然后减小由夹杂物构成的发纹类磁痕在高强度螺栓上发作的影响。

  5. 结语

  ①跟着磁粉探伤办法的引进,在高强度螺栓外表或近外表上存在的裂纹、划伤、发纹,乃至成分偏析等缺点很简略显示出来。差异高强度螺栓磁粉探伤中呈现的缺点类别,剖析不同缺点的发作原因很有必要。

  ②依据磁痕类型不同,选用具有针对性的加工工艺办法,或选用磨光料制作螺栓,能够大大削减高强度螺栓磁痕废品的发作。

  ③裂纹类磁痕大多是在螺栓冷镦或温镦、热处理淬火中发作,首要由非金属夹杂物或低倍缺点构成;发纹类磁痕及成分类磁痕是在练习进程中发作。裂纹类磁痕及发纹类磁痕应小于0.10mm,而成分偏析类磁痕一般不会影响高强度螺栓的疲倦极限。

  ④应拟定科学合理的高强度螺栓制品磁粉探伤查验规范,在确保高强度螺栓制品抵达整车或整机的质量要求的前提下,削减因要求过严构成的制品废品。