專(zhuān)利名稱(chēng)：非鐵磁性材料的無(wú)損檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種無(wú)損檢測(cè)方法，尤其涉及一種非鐵磁性材料的無(wú)損檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
無(wú)損檢測(cè)及評(píng)估是在不損壞試件完好性條件下對(duì)其中的缺陷試件的組織性能和 尺寸進(jìn)行檢查和測(cè)量的方法。其中檢測(cè)缺陷應(yīng)用最廣，故常稱(chēng)為“無(wú)損探傷”。“不損 壞被檢物體的完好性”首先表現(xiàn)在它不需要從物體上截取試樣，因而也就不會(huì)破壞物體 的完整性；其次它不會(huì)給被檢測(cè)物體帶來(lái)任何物理及化學(xué)變化，因而它對(duì)試件進(jìn)行全都 的而不是抽樣的檢測(cè)，乃至對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品進(jìn)行“在線檢測(cè)”。目前，無(wú)損檢測(cè)的 常用方法有超聲檢測(cè)法，渦流檢測(cè)法、射線檢測(cè)法、磁粉檢測(cè)法、滲透檢測(cè)法。超聲檢測(cè)是利用超聲波與物體的相互作用所提供的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)的。聲波在能金 屬中傳播，包括能在非鐵磁材料中傳播，但是，受到材料晶體粒大小的限制，鑄造鋁合 金屬于非鐵磁性材料，超聲波在鑄造鋁合金中傳播時(shí)，由于鑄造鋁合金的晶界粗大，會(huì) 引起超聲發(fā)生散射嚴(yán)重的現(xiàn)象，使得聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播到探頭，在示波屏上引起 草裝回波，導(dǎo)致信噪比下降，嚴(yán)重時(shí)，噪聲會(huì)淹沒(méi)缺陷波。因此，當(dāng)鑄造鋁合金中存在 的幾毫米的疏松孔缺陷時(shí)，通過(guò)常規(guī)超聲是無(wú)法檢測(cè)出來(lái)。同時(shí)超聲檢測(cè)中，探頭存在 著近場(chǎng)和盲區(qū)，因此，超聲檢測(cè)法只能檢測(cè)板厚大于2mm以上的工件，當(dāng)非鐵磁性材料 的板厚小于2mm時(shí)，超聲檢測(cè)法不能對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。射線檢測(cè)法是利用電離輻射與物質(zhì)間相互作用所產(chǎn)生的物理效應(yīng)(如輻射強(qiáng)度 的變化、散射等)以探測(cè)工件內(nèi)部不連續(xù)、結(jié)構(gòu)或厚度等的無(wú)損檢測(cè)方法。射線檢測(cè)法 主要對(duì)于體積型缺陷探傷具有較高的靈敏度，非鐵磁性材料可以采用射線法進(jìn)行檢測(cè)， 但是射線對(duì)非鐵磁性材料中面狀分布的缺陷探傷靈敏度不高，而且當(dāng)非鐵磁性材料的裂 紋檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)是必須控制射線束與缺陷延伸面之間的角度，一般不大于10。。同時(shí)對(duì) 于大厚度的非鐵磁性材料的檢測(cè)，射線的穿透能力是有限的。渦流檢測(cè)法是靠電磁感應(yīng)原理工作的，所以渦流檢測(cè)法也適用于非鐵性材料表 面缺陷與近表面缺陷的檢測(cè)，不適用于檢測(cè)非鐵磁能材料深層的內(nèi)部缺陷。非鐵磁性 材料表面感應(yīng)的渦流滲透深度隨著頻率而異。激勵(lì)頻率高時(shí)非鐵磁性材料表面渦流密度 大，隨著激勵(lì)頻率的降低，渦流滲透深度增加，但表面渦流密度下降。所以探傷深度與 表面探傷靈敏度相互矛盾。對(duì)于非鐵磁性材料進(jìn)行渦流探傷時(shí)，必須要根據(jù)材質(zhì)表面、 表面狀態(tài)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)作綜合考慮，然后再確定檢測(cè)方案與技術(shù)參數(shù)。采用穿過(guò)式線圈 進(jìn)行渦流探傷時(shí)，線圈獲得的信息時(shí)管、棒、線材一段長(zhǎng)度的圓周上影響因素的累積結(jié) 果，對(duì)缺陷所處圓周上的具體位置無(wú)法判定。旋轉(zhuǎn)探頭式渦流探傷方法可準(zhǔn)確探出缺陷 位置，靈敏度和分辨率也很高，但檢測(cè)區(qū)域狹小，全面掃查檢驗(yàn)速度較慢。漏磁探傷法時(shí)一檢測(cè)缺陷處形成的漏磁通來(lái)探傷的，但漏磁檢測(cè)只適用于鐵磁 材料，只有鐵磁材料被磁化后，表面和近表面缺陷才能在工件表面形成漏磁通，因而漏 磁檢測(cè)不適用于非鐵磁性材料的檢測(cè)。同時(shí)漏磁檢測(cè)中，磁化是實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的先決條件，它決定著被測(cè)對(duì)象能否產(chǎn)生出被測(cè)量和可被分辨的磁場(chǎng)信號(hào)，同時(shí)也影響著檢測(cè)信號(hào)的 性能特征和檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特性。綜上所述，超聲檢測(cè)法只能檢測(cè)晶粒較小的材料，不能對(duì)鑄鋁這類(lèi)非鐵磁磁材 料進(jìn)行檢測(cè)。而且超聲檢測(cè)法不能檢測(cè)板厚小于2mm的非鐵磁磁性材料。射線檢測(cè)法對(duì) 非鐵磁性材料的面狀檢出率低，而且射線對(duì)大厚度的非鐵磁性材料的穿透能力有限。渦 流法只能檢測(cè)出非鐵磁性材料的表面和近表面缺陷。漏磁法的檢測(cè)對(duì)象是鐵磁性材料， 而且需要繁雜的人工勵(lì)磁性裝置。而非鐵磁材料的磁法檢測(cè)，能檢測(cè)板厚小于2mm以下的非鐵磁性材料，同時(shí)也 能檢測(cè)大厚度的非鐵磁性材料。可以同時(shí)檢測(cè)出材料表面缺陷和內(nèi)部缺陷。雖然該方法 屬于磁性檢測(cè)，但是它的勵(lì)磁源是日常的地球磁場(chǎng)，無(wú)需人工勵(lì)磁裝置。它是目前唯一 能滿足非鐵磁材料不受厚度限制，內(nèi)外缺陷檢測(cè)兼顧，無(wú)損人工磁化的檢測(cè)方法
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種非鐵磁性材料的無(wú)損檢測(cè)方法，該方法利用地磁場(chǎng) 對(duì)非鐵磁性材料的磁化過(guò)程，通過(guò)測(cè)量非鐵性材料的表面地磁場(chǎng)強(qiáng)度及地磁場(chǎng)衰減量對(duì) 非磁性材料內(nèi)部質(zhì)量特性進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，方法步驟為非鐵磁性材料置于均勻的地磁場(chǎng)中，地 磁力線均勻穿過(guò)非鐵磁性材料本體，由于非鐵磁性材料磁阻特性的存在，非鐵磁性材料 會(huì)引起地磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減，如非鐵磁性材料本體存在不連續(xù)區(qū)域，該區(qū)域的磁阻與非鐵磁 性材料的磁阻有顯著差異，然后將探頭放置的非鐵磁性材料表面，探頭緊貼非鐵磁性材 料表面行走，同時(shí)探頭測(cè)量材料表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁偏角并記錄下數(shù)值，檢測(cè)結(jié)束后， 對(duì)檢測(cè)數(shù)值處理檢驗(yàn)。所述的非鐵磁性材料優(yōu)選鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、銅、銅合金、鈦或鈦合
^^ O本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該方法無(wú)需耦合劑、無(wú)需人工磁化、檢測(cè)深度不受材料厚度 限制、設(shè)備輕便、檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單、檢測(cè)過(guò)程由機(jī)器控制、重復(fù)性好、不依賴(lài)于檢測(cè)人員 的技水平和工作態(tài)度。


圖1為本發(fā)明為實(shí)施例1的缺陷檢測(cè)示意圖。圖2和圖3為本發(fā)明為實(shí)施例2的缺陷檢測(cè)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
1、測(cè)磁儀設(shè)備通電后，必須進(jìn)行預(yù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使設(shè)備進(jìn)入穩(wěn)定、良好的工作狀態(tài)，目的 是排除其他磁場(chǎng)的影響，將儀器調(diào)制在7秒鐘測(cè)量狀態(tài)，當(dāng)測(cè)磁儀顯示的地磁場(chǎng)強(qiáng)度值 穩(wěn)定即誤差在士5nT時(shí)可進(jìn)行地磁場(chǎng)參數(shù)的測(cè)量，并記錄出地磁場(chǎng)的強(qiáng)度。將其7秒的 地磁場(chǎng)強(qiáng)度記錄在筆記本中，用matlab制作出地磁場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖。2、準(zhǔn)備300mmX IOOmmX IOmm鋁合金板材，將其板材放置在1中的環(huán)境中，以圖1的方式進(jìn)行檢測(cè)，探頭1從右至左在材料表面移動(dòng)，將探測(cè)到的數(shù)值通過(guò)磁通門(mén)測(cè) 磁儀分析檢測(cè)，把其檢測(cè)出地磁場(chǎng)強(qiáng)度的結(jié)果記錄在筆記本中，用matlab制作出地磁場(chǎng) 強(qiáng)度的曲線圖。3、在磁場(chǎng)強(qiáng)度曲線上，尋找原地磁場(chǎng)強(qiáng)度氏、地磁力線穿過(guò)鋁合金板材無(wú)缺陷 處的地磁場(chǎng)強(qiáng)度b2、地磁力線穿過(guò)缺陷處地磁場(chǎng)強(qiáng)度B1三者之間的區(qū)別。當(dāng)氐與氐的 差值大于50nT時(shí)，可以判定缺陷的存在。實(shí)施例二
1、測(cè)磁儀 設(shè)備通電后，必須進(jìn)行預(yù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使設(shè)備進(jìn)入穩(wěn)定、良好的工作狀態(tài)，將， 目的是排除其他磁場(chǎng)的影響，將儀器調(diào)制在7秒鐘測(cè)量狀態(tài)，當(dāng)測(cè)磁儀顯示的地磁場(chǎng)強(qiáng) 度值穩(wěn)定即誤差在士5ηΤ時(shí)可進(jìn)行地磁場(chǎng)參數(shù)的測(cè)量，并記錄出地磁場(chǎng)的強(qiáng)度。將其7 秒的地磁場(chǎng)強(qiáng)度記錄在筆記本中，用matlab制作出地磁場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖。2、準(zhǔn)備300mmX IOOmmXlOmm超硬鋁合金LC9板材，將其板材放置在1中的 環(huán)境中，以圖2所述，探頭1從右至左在材料表面移動(dòng)，將探測(cè)到的數(shù)值通過(guò)磁通門(mén)測(cè)磁 儀分析檢測(cè)，把其檢測(cè)出地磁場(chǎng)強(qiáng)度的結(jié)果記錄在筆記本中，用matlab制作出地磁場(chǎng)強(qiáng) 度的曲線圖。3、準(zhǔn)備300mmX IOOmmX IOmm鑄造鋁合金ZAl 14A板材，將其板材放置在1
中的環(huán)境中，以圖3所示，探頭1從右至左在材料表面移動(dòng)，將探測(cè)到的數(shù)值通過(guò)磁通門(mén) 測(cè)磁儀分析檢測(cè)，把其檢測(cè)出地磁場(chǎng)強(qiáng)度的結(jié)果記錄在筆記本中，用matlab制作出地磁 場(chǎng)強(qiáng)度的曲線圖。4、在磁場(chǎng)強(qiáng)度曲線上，尋找原地磁場(chǎng)強(qiáng)度氏、地磁力線穿過(guò)超硬鋁合金LC9板 材無(wú)缺陷處的地磁場(chǎng)強(qiáng)度Bp地磁力線穿過(guò)鑄造鋁合金ZA114A板材無(wú)缺陷處的地磁場(chǎng) 強(qiáng)度B2三者之間的區(qū)別。比較B1與氐的差值大小以及兩者曲線的形狀與趨勢(shì)，從而得 出因材料不同引起的地磁場(chǎng)強(qiáng)度曲線不同的規(guī)律。
權(quán)利要求
1.一種非鐵磁性材料的無(wú)損檢測(cè)方法，其特征是方法步驟為非鐵磁性材料置于均 勻的地磁場(chǎng)中，地磁力線均勻穿過(guò)非鐵磁性材料本體，由于非鐵磁性材料磁阻特性的存 在，非鐵磁性材料會(huì)引起地磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減，如非鐵磁性材料本體存在不連續(xù)區(qū)域，該區(qū) 域的磁阻與非鐵磁性材料的磁阻有顯著差異，然后將探頭放置的非鐵磁性材料表面，探 頭緊貼非鐵磁性材料表面行走，同時(shí)探頭測(cè)量材料表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁偏角并記錄下數(shù) 值，檢測(cè)結(jié)束后，對(duì)檢測(cè)數(shù)值處理檢驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非鐵磁性材料的無(wú)損檢測(cè)方法，其特征是所述的非鐵磁性材 料優(yōu)選鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、銅、銅合金、鈦或鈦合金。
全文摘要
一種非鐵磁性材料的無(wú)損檢測(cè)方法，方法步驟為非鐵磁性材料置于均勻的地磁場(chǎng)中，地磁力線均勻穿過(guò)非鐵磁性材料本體，由于非鐵磁性材料磁阻特性的存在，非鐵磁性材料會(huì)引起地磁場(chǎng)強(qiáng)度衰減，對(duì)檢測(cè)數(shù)值處理檢驗(yàn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該方法無(wú)需耦合劑、無(wú)需人工磁化、檢測(cè)深度不受材料厚度限制、設(shè)備輕便、檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單、檢測(cè)過(guò)程由機(jī)器控制、重復(fù)性好、不依賴(lài)于檢測(cè)人員的技水平和工作態(tài)度。
文檔編號(hào)G01N27/83GK102012397SQ201010520108
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者于潤(rùn)橋, 孟永樂(lè), 柯黎明, 鞫偉 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)