材料性能的无损检测

背景 机床、汽车和设备零部件在生产过程中需要进行热处理和机械加工，以便达到所需性能。其中零部件边缘表面层的机械性能和耐磨性尤为重要，它的好坏直接影响和决定了设备的功能和使用寿命。准确测定部件边缘表面性能，是确保产品质量的前提。目前采用的方法有：金相分析，X光衍射残余应力测量，以及传统的压痕硬度测量。以上这些方法速度慢，需要破坏检测部件，同时不可能做到100%检测和伴随着生产过程进行。 解决方案 3MA（微磁、多参数、微结构和应力分析）是最新研发的一种测定边缘表面层性能的无损检测技术。该技术可实现测量过程全自动，并将检测设备集成到生产工艺中。具有测量速度快，可以对产品进行100%检验的优点。对边缘层0-8mm厚度的部件多个相关质量指标进行快速同步评估。同时可以综合分析不同微结构状态和应力敏感检测值的大小。该方法需要提前校正，根据大量回归分析和渐近函数，可以确定产品质量指标（目标值）与哪些3MA测量参数（检测值）有关联。 设备 3MA综合了四种不同的微磁测量方法，亦即巴克豪森噪音（BN）、增量导磁率（?△）、切线磁场谐波分析（Ht）和多频率涡流（MFWS）。对上述每一种方法都要进行大量数据评估。总计有41种微磁检测统计信息。在多参数测量中，特别是当目标值（比如硬度、硬化层厚度）和干扰变量（温度、残余应力等）同时变化的情况下，3MA这种综合处理各种检测信息的优点是显而易见的。每一个微磁测量信息都能显示出其与目标值和干扰变量之间的关联度，从而在测量中将干扰因素排除，或将其降至最低。 所有采用3MA技术测量微磁的方法都有卓越的分析评估能力，在测量中将（金属的）结构、材料性能和残余应力综合加以考虑。 所有检测数据是在同一个测量步骤中同时获得的。测量速度可达每秒40次。根据预先设计好的校正公式，3MA系统将测量数据实时显示出来。测量过程中的目标值需要考虑材料的不同性能，微结构组成和残余应力分布等。 硬度 硬化层厚度 残余应力 拉伸试验数据（抗张强度、屈服强度、延伸率等）< 3MA测量系统最重要的部件是检测头和集成了控制器的硬件前端。检测头包括一个磁化单元和一个发射/接收系统，可以根据部件的外形尺寸和用户要求调整和定制。 通过以太网将硬件前端与计算机联接（工业计算机，办公室电脑、笔记本电脑和局域网），可以将数据采集和系统控制充分结合在一起，实现检测和生产一体化。硬件前端采用了模块化结构，可以根据客户要求对部件升级或以很低的费用更新更换部件。操作和评估软件通常都是模拟式模块，模块式测量系统（MMS）是一种用户友好的系统，使用非常方便。通过该软件模块还可以很容易对仪器调试和校准。 优点 快速、无损检测。 无间断检测和记录质量状况。 可替代有损检测。 提高经济效益，降低生产成本。（减少了次品和再加工的费用） 3MA设备集成在生产过程中，可以实现生产过程的全面、彻底监控。 可以根据具体要求定制（探测头、软件）。 应用 1.确定部件局部硬度、硬化层厚度和残余应力状态。 ------检测并确定硬化加工过程出现的缺陷。 2.连续监控钢带或钢板的抗拉强度和屈服强度等。 ------100%检验并记录钢材质量。 3.确定感应淬火、渗碳、激光和渗氮硬化后部件的硬度和硬化层厚度。 -------减少调整和重新装备时间。 4.确定钢板的深冲性能和残余应力状态。 -------对板材成型原料可以有效检查和控制。 5.确定组装零部件的残余应力状态。 -------严格控制装配过程，确保组装部件的质量和整体设备长期稳定运行。 6.及时发现热老化、脆化、疲劳和蠕变损坏。 --------对涉及安全运转的零部件可以经常检查。