给轨道做CT 非晶合金能在哪个部位发挥什么作用呢?


编者按

       随着高铁、轻轨交通发展加速,轨道等关键部件无损检测要求越来越严,面对广阔轨道交通万亿级市场,如何发挥好非晶合金新材料优势是非晶中国一直致力关注的重点。面对客户咨询关于非晶合金材料在高铁等轨道交通的优势与机遇,非晶中国大数据库中发现南理工陈光老师多年前指导硕士研究生战中学研究成果,现整理给予展示。


1、什么是漏磁探伤及重要性?


       漏磁探伤是无损探伤技术中的一种检测方法,漏磁检测方法的主要检测原理是:将工件磁化(接近饱和),使其具有一定的磁通密度,以便在不连续处产生漏磁场,磁场传感器将输出信号送到运转放大器中。由于采用磁饱和状态,工件内具有相当高的磁场强度和磁场密度,磁力线不受限制,因而工件表面有较大的磁漏通,有利于现场检测。 


       漏磁探伤技术因其操作简单、检测高效且探伤灵敏度高而广泛应用到轨道交通、薄壁件、焊缝等部件检验当中。


2、当前无损探伤常用检测方法有哪些?

       

       无损探伤的常用检测方法包括X光射线探伤、漏磁探伤、超声波探伤、渗透探伤和Y射线探伤、涡流探伤、萤光探伤、着色探伤等。


3、影响漏磁探伤检测结果因素有哪些?


       (1)磁化电流的高低会直接影响到探伤检测结果;

       (2)检测速度同样会对检测结果造成巨大影响;

       (3)样管人工缺陷会导致出现误判情况;

       (4)探靴在长期使用过程中容易发生磨损,也会造成误判情况的发生。


4、非晶合金做探靴有什么优点?



       块体非晶材料具有优异的力学性能,其但其抗压性能及冲击韧性好,同时由于其本身不具有铁磁性,能够很好避免硬质合金钢耐磨块应用中存在的问题,提高探靴测量精度。


5、大家担心哪些问题,试验结果是?


(1)非晶合金高温晶化问题如何解决?


       非晶合金存在一个不可避免的缺陷就是在超过500℃高温下就会晶化,而探靴实际应用工况较为复杂,有研究表明:在干磨损条件下,块体非晶探靴摩擦副接触表面局部闪温达到1000℃,由于大块非晶在此温度下处于过冷液相区范围,此时块体非晶表现为超塑性,从而在摩擦过程中产生大量塑性变形,这种塑性变形和塑性流动远比晶态合金的严重,因而其耐磨性较相同成分晶态合金差。


       战中学将Zr55Ni5Cu30Al10非晶耐磨块作为摩擦磨损保护材料,实验结果表明:Zr基非晶耐磨块的硬度适中,抗冲击性能及压缩性能较好。


       虽然其晶化温度仅为673K,但在试验过程中未发现由于摩擦产生的闪温而发生晶化。这可能是由于钢管在检测过程中与耐磨块接触为不连续的瞬间接触,且钢管的自重基本被夹紧装置所承担,因而与耐磨块摩擦时径向压力较小,所以Zr基非晶耐磨块在检测过程中未发生严重的晶化现象。但在长时间的摩擦中,Zr基块体非晶表面一些极微小的晶化相或第二相产生,这些微小的晶化相或第一相可尺寸较小(在SEM、x射线下基本观察不到),弥散分布在zr基块体非品表面,起到弥散强化作用,从而提高其表面硬度和抗压强度,进而提高其抗磨损、冲击性能。


       随着摩擦磨损的进行,这些微小的晶化相没有发生进一步的长大,块体非晶基体仍为非晶相。这种行为一直持续到耐磨块失效为止。即在整个耐磨块磨损过程中,其表面都会产生一些弥散相,起到强化作用。


       用Zr基块体非晶作为耐磨块能达到过管3500根左右,同时由于其适中的硬度和优异的抗冲击性能,不会发生表面剥落现象,与硬质合金材科相比,能够有效保护钢管表面质量,弥补硬质合金钢材料的缺点。


(2)如何避免非晶耐磨块的磁化?


       由于金属基耐磨材料存在不同程度的铁磁性,因而对于探靴而言,耐磨块的磁化后将会对其信噪比产生不利的影响。


       科研工作者战中学进行了对比实验:下表中样品1、2为采用Zr基非晶耐磨块后检测的信噪比值,样品3、4是采用YT硬质合金制备的探靴耐磨块信噪比值。


       显然,采用Zr基块体非晶材料作为耐磨块能够显著提高探靴的信噪比,提高检测精度。对样品1和2不同缺陷位置产生的信噪比值进行检测及数据分析,结果表明:采用Zr基非晶耐磨块制作的探靴满足一般探测现场需求。同时根据检测的其他实验结果显示,国产探靴达到了进口探靴的各项指标。


       由此表明:Zr基非晶耐磨块不具有铁磁性,替代以往采用的YT硬质合金钢能够提高探靴的信噪比,同时满足探靴要求的≤8dB指标。


6、非晶合金漏磁探伤应用前景广阔


       非晶合金材料凭借其高硬度、高强度、耐腐蚀、耐摩擦的优良性能,作为漏磁探伤仪探靴耐磨块,不仅可以抗冲击、耐摩擦,同时能够有效保护钢管表面质量,延长探靴使用寿命,可在漏磁探伤领域发挥巨大的作用。


文章参考来源:

【1】战中学. 块体非晶合金漏磁探伤仪探靴研究[D]. 南京理工大学, 2008.

【2】曾虎军. 无损探伤的优越性与影响漏磁探伤结果因素分析[J]. 科技与企业,2016(7):247-247.


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