一种不锈钢形变类型的快速检测方法发明专利

专利名称：一种不锈钢形变类型的快速检测方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110592790.7

专利申请（专利权）人：中国特种设备检测研究院
权利人地址：北京市朝阳区和平街西苑2号楼

专利发明（设计）人：胡斌

专利摘要：一种不锈钢形变类型的快速检测方法，包括以下步骤：对待检测工件的自然磁信号强度进行检测，对检测到的磁信号与预设条件进行比较以确定待测工件的形变类型。本发明所述方法在检测时不需对待测工件进行磁化，避免了对工件造成的磁污染影响后续其它检测；所述检测方法简单、有效，可以快速确定待测不锈钢工件所检测区域属于均匀变形还是非均匀变形。

主权利要求：
1.一种不锈钢形变类型的快速检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、设置不锈钢形变的自然磁信号强度预设值：包括自然磁信号强度阈值Hthresh和沿检测路径位移的自然磁信号强度梯度阈值(dH/dx)thresh；不锈钢材料受力后，材料内部易产生形变马氏体，马氏体的含量以及马氏体的存在状态对磁信号均有具有影响，形变马氏体的含量和微观形态取决于材料的受力程度和受力类型，因而通过马氏体含量的多少可以判断材料是否受力，即马氏体含量的变化取决于受力程度从而依据马氏体含量与磁信号强度之间的关系可获知材料受力程度，此为自然磁信号强度阈值Hthresh设定的依据；在判断出材料受力的基础上，进而判断受力的类型是均匀还是非均匀，受力类型不同，其产生的马氏体的微观形态不同，使得该区域磁信号的波动不同，通过检测方向路径的设置，建立被检测部件上受力的部位与信号波动之间的关系，从而根据磁信号在该部位附近的起伏情况判定受力的类型，此为沿检测路径位移的自然磁信号强度梯度阈值(dH/dx)thresh设定的依据；
步骤二、自然磁信号检测：对待测不锈钢工件的待检测区域采用三维磁场扫查装置沿一定检测方向以一定的检测步长进行自然磁信号检测；
步骤三、处理采集到的自然磁信号：以检测方向为横坐标轴x方向，以自然磁信号强度H为纵坐标，获得H‑x的二维曲线，并计算各个采集点处的自然磁信号强度梯度dH/dx；
步骤四、确定形变类型：将所述H和dH/dx分别与步骤一所述预设值进行比较以确定所述待测不锈钢工件的形变类型是均匀形变还是非均匀形变；具体为，在步骤三所述二维曲线图中，以y＝Hthresh直线划分二维曲线，对H高于Hthresh的曲线部分，将其自然磁信号强度梯度dH/dx与(dH/dx)thresh进行比较，当dH/dx≥(dH/dx)thresh时，该采集点附近存在非均匀变形，否则dH/dx＜(dH/dx)thresh时，该采集点附近为均匀变形。
2.如权利要求1所述一种不锈钢形变类型的快速检测方法，其特征在于：对于316不锈钢和304不锈钢，步骤一所述自然磁信号强度阈值Hthresh为40A/m，沿检测路径位移的自然磁信号强度梯度阈值(dH/dx)thresh为1(A/m)/mm。 说明书 : 一种不锈钢形变类型的快速检测方法技术领域[0001] 本发明涉及判别技术领域，尤其涉及一种不锈钢形变类型的快速检测方法。背景技术[0002] 不锈钢是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法。我国不锈钢产业发展进步较晚，进入上世纪90年代后，人民生活水平的显著提高，拉动了不锈钢的需求。我国不锈钢产业进入快速发展期，不锈钢需求的增速远高于全球水平。1990年以来，全球不锈钢表观消费量以年均6％的速度增长，而90年代的10年间，我国不锈钢表观消费量是世界年均增长率的2.9倍。进入21世纪，我国不锈钢产业高速增长。不锈钢在行业应用中会被加工成各种需求的形状，如何判定成品不锈钢的形变类型显得尤为重要。这不仅关乎着该成品件是否加工合格，而且对以后失效分析与预估等方面也会产生很大的作用。[0003] 目前现有技术主要采用有限元建模、宏观检测等方式对其形变进行分析，而有限元建模耗时较长、宏观检测准确性不够，因此，需要有一种能够快速检测不锈钢形变类型的方法以解决上述问题。发明内容[0004] 为解决现有技术中无法对不锈钢形变类型进行快速检测的技术问题，本发明提供一种不锈钢形变类型的快速检测方法。[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：[0006] 一种不锈钢形变类型的快速检测方法，具体包括；[0007] 步骤一、设置不锈钢形变的自然磁信号强度预设值：包括自然磁信号强度阈值Hthresh和沿检测路径位移的自然磁信号强度梯度阈值(dH/dx)thresh；[0008] 步骤二、自然磁信号检测：对待测不锈钢工件的待检测区域采用三维磁场扫查装置沿一定检测方向以一定的检测步长进行自然磁信号检测；[0009] 步骤三、处理采集到的自然磁信号：以检测方向为横坐标轴x方向，以自然磁信号强度H为纵坐标，获得H‑x的二维曲线，并计算各个采集点处的自然磁信号强度梯度dH/dx；[0010] 步骤四、确定形变类型：将所述H和dH/dx与步骤一所述预设值进行比较以确定所述待测不锈钢工件的形变类型是均匀形变还是非均匀形变。[0011] 进一步的，所述步骤四确定形变类型，具体为，[0012] 在步骤三所述二维曲线图中，以y＝Hthresh直线划分二维曲线，对H高于Hthresh的曲线部分，将其自然磁信号强度梯度dH/dx与(dH/dx)thresh进行比较，当dH/dx≥(dH/dx)thresh时，该采集点附近存在非均匀变形，否则dH/dx＜(dH/dx)thresh时，该采集点附近为均匀变形。[0013] 进一步的，对于316不锈钢和304不锈钢，步骤一所述自然磁信号强度阈值Hthresh为40A/m，沿检测路径位移的自然磁信号强度梯度阈值(dH/dx)thresh为1(A/m)/mm。[0014] 本发明提出的不锈钢形变类型的快速检测方法具有以下有益效果：[0015] 1、不用对所检测的不锈钢工件进行磁化检测，避免了对工件造成的磁污染影响后续其他检测；[0016] 2、只是对工件的自然磁信号强度进行检测，可以快速判定该不锈钢工件所检测区域属于均匀变形还是非均匀变形，检测方法简单、有效。附图说明[0017] 图1为本发明所述不锈钢形变类型快速检测方法的流程图；[0018] 图2为本发明实施例中封头检测路径示意图；[0019] 图3为本发明实施例封头检测结果图。具体实施方式[0020] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。[0021] 本发明提供了一种不锈钢形变类型的快速检测方法，以不锈钢材料的封头为例，对其进行形变类型的快速检测，如图2所示，该封头为中间部分为平整面，与其它面连接处为一定角度的圆角面。如图1所示，所述检测方法包括以下步骤：[0022] 步骤一、设置不锈钢形变的自然磁信号强度预设值：包括自然磁信号强度阈值Hthresh和沿检测路径位移的自然磁信号强度梯度阈值(dH/dx)thresh；[0023] 不锈钢材料受力后，材料内部易产生形变马氏体，马氏体的含量以及马氏体的存在状态对磁信号均有具有影响，形变马氏体的含量和微观形态取决于材料的受力程度和受力类型，因而(1)通过马氏体含量的多少可以判断材料是否受力，即马氏体含量的变化取决于受力程度从而依据马氏体含量与磁信号强度之间的关系可获知材料受力程度，此为自然磁信号强度阈值Hthresh设定的依据；(2)在判断出材料受力的基础上，进而判断受力的类型是均匀还是非均匀，受力类型不同，其产生的马氏体的微观形态不同，使得该区域磁信号的波动不同，通过检测方向路径的设置，建立被检测部件上受力的部位与信号波动之间的关系，从而根据磁信号在该部位附近的起伏情况判定受力的类型，此为沿检测路径位移的自然磁信号强度梯度阈值(dH/dx)thresh设定的依据。[0024] 步骤二、自然磁信号检测：对待测不锈钢工件的待检测区域采用三维磁场扫查装置进行自然磁信号检测；[0025] 沿图2中路径a进行自然磁信号强度检测，路径a长度为300mm，箭头方向为检测方向，采集步长为1mm。[0026] 步骤三、处理采集到的自然磁信号：以检测方向为横坐标轴x方向，以自然磁信号强度H为纵坐标，获得H‑x的二维曲线，并计算各个采集点处的自然磁信号强度梯度dH/dx，如图3所示；[0027] 步骤四、确定形变类型：将所述H和dH/dx与步骤一所述预设值进行比较以确定所述待测不锈钢工件的形变类型是均匀形变还是非均匀形变。[0028] 在所述二维曲线图中，以y＝Hthresh直线划分二维曲线，对H高于Hthresh的曲线部分，将其自然磁信号强度梯度dH/dx与(dH/dx)thresh进行比较，当dH/dx≥(dH/dx)thresh时，该采集点附近存在非均匀变形，否则dH/dx＜(dH/dx)thresh时，该采集点附近为均匀变形。[0029] 在本实施例中，不锈钢材料为316不锈钢，Hthresh取40A/m，(dH/dx)thresh取1(A/m)/mm。[0030] 以如图3所示，在0～150mm区域自然磁信号强度|H|＜40A/m，在150～250mm之间磁信号发生了两次突变，此时dH/dx≥1(A/m)/mm并且|H|≥40A/m，后来|H|＜40A/m且dH/dx＜1(A/m)/mm，接着dH/dx≥1(A/m)/mm且|H|≥40A/m。[0031] 所以判断在检测路径a上，刚开始为均匀形变，接着为非均匀形变，再接着为均匀形变，最后为非均匀形变。[0032] 将所检测的封头进行放大观察，发现在150～250mm检测到的两次磁信号突变区域有明显的凹坑。本发明所提供的不锈钢形变类型快速判定方法与实际观察情况相同。[0033] 本发明还可以应用到借用其他物理方法观察不出形变类型的情况。[0034] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

专利地区：北京

专利申请日期：2021-05-28

专利公开日期：2024-08-30

专利公告号：CN113189192B