給軌道做CT 非晶合金能在哪個部位發(fā)揮什么作用呢？

隨著高鐵、輕軌交通發(fā)展加速，軌道等關(guān)鍵部件無損檢測要求越來越嚴，面對廣闊軌道交通萬億級市場，如何發(fā)揮好非晶合金新材料優(yōu)勢是非晶中國一直致力關(guān)注的重點。面對客戶咨詢關(guān)于非晶合金材料在高鐵等軌道交通的優(yōu)勢與機遇，非晶中國大數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)南理工陳光老師多年前指導(dǎo)碩士研究生戰(zhàn)中學研究成果，現(xiàn)整理給予展示。

 

    1 什么是漏磁探傷及重要性？

 

    漏磁探傷是無損探傷技術(shù)中的一種檢測方法，漏磁檢測方法的主要檢測原理是：將工件磁化（接近飽和），使其具有一定的磁通密度，以便在不連續(xù)處產(chǎn)生漏磁場，磁場傳感器將輸出信號送到運轉(zhuǎn)放大器中。由于采用磁飽和狀態(tài)，工件內(nèi)具有相當高的磁場強度和磁場密度，磁力線不受限制，因而工件表面有較大的磁漏通，有利于現(xiàn)場檢測。

 

    漏磁探傷技術(shù)因其操作簡單、檢測高效且探傷靈敏度高而廣泛應(yīng)用到軌道交通、薄壁件、焊縫等部件檢驗當中。

 

    2 當前無損探傷常用檢測方法有哪些？

 

    無損探傷的常用檢測方法包括X光射線探傷、漏磁探傷、超聲波探傷、滲透探傷和Y射線探傷、渦流探傷、螢光探傷、著色探傷等。

 

    3 影響漏磁探傷檢測結(jié)果因素有哪些？

 

    （1）磁化電流的高低會直接影響到探傷檢測結(jié)果；

 

    （2）檢測速度同樣會對檢測結(jié)果造成巨大影響；

 

    （3）樣管人工缺陷會導(dǎo)致出現(xiàn)誤判情況；

 

    （4）探靴在長期使用過程中容易發(fā)生磨損，也會造成誤判情況的發(fā)生。

 

    4 非晶合金做探靴有什么優(yōu)點？

 

 

 

    塊體非晶材料具有優(yōu)異的力學性能，其但其抗壓性能及沖擊韌性好，同時由于其本身不具有鐵磁性，能夠很好避免硬質(zhì)合金鋼耐磨塊應(yīng)用中存在的問題，提高探靴測量精度。

 

    5 大家擔心哪些問題，試驗結(jié)果是？

 

    （1）非晶合金高溫晶化問題如何解決？

 

    非晶合金存在一個不可避免的缺陷就是在超過500℃高溫下就會晶化，而探靴實際應(yīng)用工況較為復(fù)雜，有研究表明：在干磨損條件下，塊體非晶探靴摩擦副接觸表面局部閃溫達到1000℃，由于大塊非晶在此溫度下處于過冷液相區(qū)范圍，此時塊體非晶表現(xiàn)為超塑性，從而在摩擦過程中產(chǎn)生大量塑性變形，這種塑性變形和塑性流動遠比晶態(tài)合金的嚴重，因而其耐磨性較相同成分晶態(tài)合金差。

 

    戰(zhàn)中學將Zr55Ni5Cu30Al10非晶耐磨塊作為摩擦磨損保護材料，實驗結(jié)果表明：Zr基非晶耐磨塊的硬度適中，抗沖擊性能及壓縮性能較好。

 

    雖然其晶化溫度僅為673K，但在試驗過程中未發(fā)現(xiàn)由于摩擦產(chǎn)生的閃溫而發(fā)生晶化。這可能是由于鋼管在檢測過程中與耐磨塊接觸為不連續(xù)的瞬間接觸，且鋼管的自重基本被夾緊裝置所承擔，因而與耐磨塊摩擦時徑向壓力較小，所以Zr基非晶耐磨塊在檢測過程中未發(fā)生嚴重的晶化現(xiàn)象。但在長時間的摩擦中，Zr基塊體非晶表面一些極微小的晶化相或第二相產(chǎn)生，這些微小的晶化相或第一相可尺寸較小（在SEM、x射線下基本觀察不到），彌散分布在zr基塊體非品表面，起到彌散強化作用，從而提高其表面硬度和抗壓強度，進而提高其抗磨損、沖擊性能。

 

    隨著摩擦磨損的進行，這些微小的晶化相沒有發(fā)生進一步的長大，塊體非晶基體仍為非晶相。這種行為一直持續(xù)到耐磨塊失效為止。即在整個耐磨塊磨損過程中，其表面都會產(chǎn)生一些彌散相，起到強化作用。

 

    用Zr基塊體非晶作為耐磨塊能達到過管3500根左右，同時由于其適中的硬度和優(yōu)異的抗沖擊性能，不會發(fā)生表面剝落現(xiàn)象，與硬質(zhì)合金材科相比，能夠有效保護鋼管表面質(zhì)量，彌補硬質(zhì)合金鋼材料的缺點。

 

    （2）如何避免非晶耐磨塊的磁化？

 

    由于金屬基耐磨材料存在不同程度的鐵磁性，因而對于探靴而言，耐磨塊的磁化后將會對其信噪比產(chǎn)生不利的影響。

 

    科研工作者戰(zhàn)中學進行了對比實驗：下表中樣品1、2為采用Zr基非晶耐磨塊后檢測的信噪比值，樣品3、4是采用YT硬質(zhì)合金制備的探靴耐磨塊信噪比值。

 

    顯然，采用Zr基塊體非晶材料作為耐磨塊能夠顯著提高探靴的信噪比，提高檢測精度。對樣品1和2不同缺陷位置產(chǎn)生的信噪比值進行檢測及數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明：采用Zr基非晶耐磨塊制作的探靴滿足一般探測現(xiàn)場需求。同時根據(jù)檢測的其他實驗結(jié)果顯示，國產(chǎn)探靴達到了進口探靴的各項指標。

 

    由此表明：Zr基非晶耐磨塊不具有鐵磁性，替代以往采用的YT硬質(zhì)合金鋼能夠提高探靴的信噪比，同時滿足探靴要求的≤8dB指標。

 

    6 非晶合金漏磁探傷應(yīng)用前景廣闊

 

    非晶合金材料憑借其高硬度、高強度、耐腐蝕、耐摩擦的優(yōu)良性能，作為漏磁探傷儀探靴耐磨塊，不僅可以抗沖擊、耐摩擦，同時能夠有效保護鋼管表面質(zhì)量，延長探靴使用壽命，可在漏磁探傷領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。

 

    參考文獻：

 

    【1】戰(zhàn)中學。 塊體非晶合金漏磁探傷儀探靴研究[D]. 南京理工大學， 2008.

 

    【2】曾虎軍。 無損探傷的優(yōu)越性與影響漏磁探傷結(jié)果因素分析[J]. 科技與企業(yè)，2016（7）：247-247.