T-CSTM 01021-2023 钢板残余应力磁各向异性检测方法

ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ下载ICS

77.040.20ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ下载CCS

H

T/CSTM

—2023钢板残余应力磁各向异性检测方法

method

of

in

by

magnetic

发布 2024-02-29

实施

发布学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 本文件参照

GB/T

1.1—2020

《标准化工作导则

第

1

部分：标准化文件的结构和起草规则》和GB/T20001.4《标准编写规则

第

4

部分：试验方法标准》的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国材料与试验标准化委员会钢铁材料标准化领域委员会（CSTM/FC01）提出。本文件由中国材料与试验标准化委员会钢铁材料标准化领域委员会（CSTM/FC01）归口。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载1 范围本文件规定了钢板残余应力磁各向异性检测方法的检测原理、检测系统、检测程序和检测报告。本文件适用于铁磁性钢板及其制品残余应力的磁各向异性检测。2 规范性引用文件文件。GB/T2900.60 电工术语 电磁学GB/T2900.94 电工术语

互感器GB/T9637 电工术语

磁性材料与元件GB/T12604.6 无损检测

术语

涡流检测GB/T20737 无损检测 通用术语和定义3 术语和定义GB/T2900.60、GB/T2900.94、GB/T

9637、GB/T

和

GB/T

20737

界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1磁各向异性

anisotropy铁磁性材料的磁特性在应力作用下随着方向变化，并在不同的方向上呈现差异的性质。[来源：GB/T

9637—2001，，有修改]3.2励磁线圈

提供激励磁场、磁化待测试件的传感器线圈组件。3.3励磁电流

被测试件磁化后，在其表面及一定深度得到必要磁化场并供给励磁线圈的电流。

、MPa

MPa

MPa

MPa

MPa

MPa

MPaｚｆｘｗ兔学兔ｗｗｗ．ｂ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023ｚｆｘｗ兔学兔ｗｗｗ．ｂ．ｃｏｍ标准下载[来源：GB/T

—，，有修改]3.4检测线圈

提取磁各向异性输出信号以获取应力状态的线圈组件。[来源：GB/T

—，3.3.49，有修改]3.5磁性应力系数

coefficient应力磁性测量设备输出电压与被测试件应力值之间的关系系数。3.6低应力试件

specimen经过应力消除处理后，残余应力为零或接近于零的待测试件。4 符号和说明本文件使用的符号和说明见表

1。表

1 符号和说明ｗｗ．ｂ学兔兔ｗｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023ｗｗ．ｂ学兔兔ｗｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 5 检测原理小和方向，其原理如图

1

所示。其主应力大小和方向的确定参见附录

A。——输出信号。图

1 检测原理图6 检测系统6.1 残余应力磁各向异性检测系统包括检测仪器、探头、标准试件，如图

2

所示。兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ学ｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ学ｘｗ．ｃｏｍ标准下载图

2 检测系统组成图6.2 残余应力磁各向异性检测仪器一般由传感器、励磁系统、信号检出系统、信号处理系统、输出系统等几部分组成。6.3 常用检测探头有四脚和九脚两种结构形式，如图

3

所示。对于四脚探头，分别在对角线脚上绕两四脚探头类似。四脚探头 九脚探头图

3

探头结构示意图6.4 被测试件应力检测前应对标准试件进行应力消减，应力应消减至低应力状态（屈服强度的

以学成分相同。7 检测程序学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载7.1 测点布局

16.0

～40.0

mm

2n+1

(n≥1)上述要求设计测点进行测量，测点布局示意图如图

4

所示。图

4

测点布局示意图7.2 检测条件7.2.1 被测试件表面、测点处应清洁、无异物，一般无须对试件进行特殊处理；带涂层（如油漆）的试件（涂层厚度应不超过

mm）也可正常进行测量。7.2.2

检测时，仪器周围不应有强磁场（环境磁场应低于0.5

T），环境温度应在25

℃左右，相对湿度50%左右。检测应在稳固的平台上进行，检测区域内应无可察觉的机械震动。传感器探头直径5倍尺寸范围内，除检测装置和样品外不应有可能影响检测仪正常工作的其他物体。7.3 检测步骤7.3.1 应力测量前需对标定试件进行拉伸加载，得到加载应力值和输出信号间的关系，即磁性应力系数。7.3.2 观察被测钢板，确保表面符合7.2.1的要求。7.3.3 按照具体检测需求，确定被测钢板的x与y方向（宜把钢板轧制方向定为x方向、垂直方向定为y方向）。7.3.4 连接好测试系统并运行测试软件系统。7.3.5 选择测量区域，参考图4设计测点的横向列数以及纵向行数。7.3.6 0º、45º、90º及135º方向划分米字辅助线；若不满足，则处理至符合要求后进行标记。7.3.7 40学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载7.3.8 按照设计测点坐标，打开退磁开关进行退磁，将探头x方向对准测点，保持紧密接触被测钢板1秒以上，依次沿0º、45º、90º及135º方向进行测量，该测点完成后移动至下一测点，直至所有测点测量完成。7.3.9 x与y完成检测报告。7.4 记录检测记录应至少包含以下信息：a）

实验室温度、湿度；b）

x与y方向应力、主应力大小及方向；c）

检测原始记录，获得的检测结果，应填写在检测记录卡，记录卡推荐格式见附录B。7.5 结果表示检测结果的表示包含以下信息：a）

测点处主应力差的大小、方向及其分布图；b）

测点处主应力的大小、方向及其分布图；c）

x、y

轴上的应力数据及其分布图；d）

测试结果的分析与表征。8 检测报告检测报告应至少包括以下内容：a）

本文件编号；b）试件名称、材质、生产厂家等信息；c）

x

与

y

方向应力、主应力大小及方向，测试结果及分析；d）检测时间、地点、环境条件；e）

检测过程中的异常情况；f）

检测结论；g）检测人员。兔ｗ学兔ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023兔ｗ学兔ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载附

录

A（资料性）主应力的确定A.1 校正曲线A.1.1

检测线圈输出信号与主应力12的关系见公式（A.1）：R

R

X

22i

i

Ie2

2

12

cos2

K12

cos2

（A.1）式中:R—检测线圈的电阻；X——检测线圈的感抗值；—主应力和探头方向的夹角；K—输出电压与主应力差之间的比例系数。A.1.2

(输出电压和应力的关系曲线），如图

A.1。图

A.1 磁各向异性应力检测的校正曲线A.2 主应力的确定A.2.1

钢板测点处主应力的计算参考连续介质中主应力的求解方法，如图

A.2

所示。兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ学兔ｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ学兔ｏｍ标准下载图

A.2 连续介质中主应力的分解A.2.2

作用于正方体单元各面的平均应力可分为垂直成分

σ

和平行成分

τ。假定正方体单元的上下面没有受到应力的作用，则

x

方向的合力见公式（A.2 （A.2）A.2.3

b

面的剪切应力

τ即为该点的

τA.3）： （A.3）式中:为主应力

σ与

x

σ

x

轴方向所需转动的角度。A.2.4 若已知

θ

和主应力差(σ-σ)，即可求出

τ

τ在

b

及

d

τ和

τ可以求出

τ和

τ2

c

面的垂直应力

σ（此时令

σ

=0，因

a

σ即为

c

点的应力。σ即为该点的

σ。同样的方法反复使用，即可求出

e

f

点的

σ，σ。A.2.5

(A.4)y

=x12

A.2.6

(A.4)可求出图

4

中所示各点的应力

σ。因此，我们在已知主应力差(σ-σ)和角度

θ

的条件下，能够相应的计算出各点

x

和

y

轴上的应力。A.2.7

由各测点的切应力差，用切应力差法计算出主应力

σ及

σ，见公式（A.5）： （A.5）A.2.８ 假设

p=σ+σ，q=σ-σ，则主应力

σ及

σ还可以按公式（A.6）和（）计算：学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 （A.6） （A.7）

MPaMPaMPaMPa检测结果分析

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01021—2023ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ下载附

录

B（资料性）检测记录卡推荐格式检测记录卡推荐格式见表

。表

表

检测记录卡推荐格式学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

01021—2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载附

录

C（资料性）起草单位和主要起草人本文件起草单位：中国矿业大学、北京理工大学、冶金工业信息标准研究院。本文件主要起草人：殷春浩、徐春广、刘海顺、董莉、杨卫明、焦杨、王杉志、薛建忠。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CSTM

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