[发明专利]一种用于无损检测灵敏度试验的表面裂纹试样制作方法

说明书

技术领域

本发明属于无损检测技术，涉及一种用于无损检测灵敏度试验的表面裂纹试样制作方法。

背景技术

无损检测作为工件缺陷检测的有效手段，以其非破坏性、方便快捷等特点在现代工业中具有重要地位。在无损检测过程中，检测灵敏度合适与否是缺陷检出的关键之一。确定检测灵敏度参数时，采用理论方法通常难以确保结果可靠，一般需要采用缺陷试样进行检测试验来进一步调整和验证灵敏度参数。理想的缺陷试样应是具有临界尺寸自然缺陷的试样，然而自然缺陷的形成具有较大偶然性，获得该类试样既需要长期积累又需要机缘巧合，这在实验室研究阶段往往不够现实。传统可采用刻槽法、钻孔法等在试样上制作人工缺陷，但上述人工缺陷其尺寸或形状与自然缺陷差异较大，难以真正代表自然缺陷，通常只能用作试验参考或者当量比较，无法真实反映对自然缺陷的检测能力。其它手段如采用热处理开裂法，在材料中人为添加夹杂物等方法，虽可获得一些自然缺陷，但其实施过程难度大，偶然性因素多，形成的缺陷尺寸、形状、走向、位置也难以按照试验需要进行控制。

发明内容

本发明的目的是提出一种克服传统缺陷试样制作方法中缺陷尺寸、形状无法真正代表自然缺陷或制作过程不易控制的不足的一种用于无损检测灵敏度试验的表面裂纹试样制作方法。

本发明的技术解决方案是，试样制作方法采用以下的步骤：

(一)、选取与待检工件材质相同、厚度不小于裂纹试样试验面的宽度的金属板块，在金属板块一侧边缘的中心上加工尖锐缺口，并在尖锐缺口以外的金属板块上根据所需裂纹试样的形状及尺寸留出足够的面积；

(二)、在轴向加载疲劳试验机上，垂直于尖锐缺口延伸方向对缺口两侧施加可使缺口扩张的拉-拉应力周期性疲劳载荷F、F′，使缺口根部出现贯穿整个金属板厚度的开裂，预制出深3～4mm的疲劳裂纹；

(三)、借助磁粉检测或渗透检测方法确定裂纹根部位置；

(四)、用线切割机在尖锐缺口以外部分的金属板块上按照试验所需形状、尺寸切取裂纹试样，线切割机的钼丝与金属板块的板面垂直，根据裂纹根部的位置，确定线切割机在金属板块上切割轨迹，使线切割面与裂纹面相交于一线；

(五)、对所切取出的裂纹试样带有裂纹的侧面进行打磨，根据试验所需裂纹深度调整切取出的裂纹试样的裂纹深度，至满足试验要求；

(六)、将所切取出的试样的带有裂纹的侧面作为试验面，供表面裂纹无损检测灵敏度的试验。

本发明具有的优点和有益效果是：

1、本发明是在力学性能测试领域所采用的疲劳裂纹预制方法及试样加工方法基础上，按照无损检测领域相关要求进行调整，使制作出的试样可很好应用于无损检测灵敏度试验，尤其能应用于磁粉检测中周向磁化检测试验。

2、缺陷制作方式简便，缺陷对于自然缺陷可代表性强。本发明采用疲劳加载方式制作裂纹缺陷，疲劳加载设备在工业试验领域较为常见，且操作简便；所制作疲劳裂纹缺陷尺寸小，且属典型裂纹缺陷，因此对于自然裂纹缺陷具有很好的代表性。

3、制作过程易于控制。在裂纹制作过程中，有多种控制手段可供采用：疲劳裂纹预制阶段，可借助磁粉检测或渗透检测等手段监测所预制裂纹深度。在对试样上裂纹深度进行打磨调整过程中，可借助扫描电镜等方法观测裂纹深度，以确定是否需要继续打磨，也可根据裂纹缺陷对于检测方法的响应情况来确定是否需要继续打磨。

4、试样尺寸、形状可定制，裂纹缺陷的走向、位置符合多数试验要求。本发明利用线切割加工方式制作试样，可根据试验需要灵活制作不同尺寸、形状试样；裂纹缺陷在试样上的走向、位置可满足磁粉检测周向磁化、纵向磁化检测试验的需要，也可推广应用于超声、涡流、渗透三个无损检测专业中表面裂纹检测灵敏度的试验研究。

本发明能成功获得具有自然裂纹大小缺陷的试样，试样的尺寸、形状和裂纹缺陷的走向、位置能符合多数试验要求，制作过程简便、容易控制，对于实验室内开展工件表面裂纹检测的试验研究具有实用价值。其特别适用于磁粉检测中周向磁化检测灵敏度的调整和试验验证，也可推广应用于超声、涡流、渗透三个无损检测专业中表面裂纹检测灵敏度的试验研究。

附图说明

图1是本发明实施例一表面带裂纹试样制作方法图解示意图；

图2是本发明实施例二表面带裂纹试样制作方法图解示意图。

具体实施方式

试样制作方法采用以下的步骤：

(一)、选取与待检工件材质相同、厚度不小于裂纹试样试验面的宽度的金属板块，在金属板块一侧边缘的中心上加工尖锐缺口1，并在尖锐缺口1以外的金属板块上根据所需裂纹试样的形状及尺寸留出足够的面积；