روش‌های اندازه‌گیری تنش پسماند در آلیاژ تیتانیوم

Dec 17, 2025

پیام بگذارید

تنش پسماند یک حالت تنش ناپایدار است که در مواد آلیاژ تیتانیوم و اجزای ساختاری پس از جوشکاری یا پردازش مکانیکی وجود دارد. هنگامی که محصول در معرض نیروهای خارجی قرار می گیرد، تنش اعمال شده با تنش پسماند برهمکنش می کند و باعث تغییر شکل پلاستیک در موقعیت های محلی خاص و توزیع مجدد تنش داخلی می شود. هنگامی که نیروی خارجی حذف می شود، کل جسم دچار تغییر شکل می شود. تنش پسماند به طور قابل توجهی بر استحکام خستگی، استحکام استاتیکی و مقاومت در برابر خوردگی قطعه کار تأثیر می گذارد و منجر به عیوب ساخت مانند تغییر شکل و ترک خوردگی می شود و در نتیجه عمر مفید قطعات را کاهش می دهد. علاوه بر این، تنش پسماند عامل اصلی تاثیرگذار بر پایداری ابعادی قطعات است.

 

در حال حاضر، روش‌های سنتی برای اندازه‌گیری تنش پسماند را می‌توان به روش‌های اندازه‌گیری آزادسازی مکانیکی و روش‌های اندازه‌گیری غیرمخرب- طبقه‌بندی کرد. روش‌های اندازه‌گیری آزادسازی مکانیکی شامل جداسازی یا بریدن جزء با تنش پسماند از بخش ساختاری برای رهایی از تنش، و سپس اندازه‌گیری تغییرات کرنش برای تعیین تنش پسماند است. اگرچه این روش باعث آسیب یا تخریب خاصی به قطعه کار می شود، اما دارای دقت اندازه گیری بالا، تئوری توسعه یافته-و فناوری بالغ است و هنوز هم به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. عمدتاً شامل روش حفاری، روش هسته حلقه و روش برش قطعه‌ای است که در این میان روش سوراخ کور کم عمق کمترین آسیب را وارد می‌کند. روش‌های اندازه‌گیری غیرمخرب، که به نام‌های تشخیص فیزیکی نیز شناخته می‌شوند، شامل روش‌های اشعه ایکس، روش پراش اشعه ایکس، روش پراش نوترونی، روش میکروسکوپ صوتی الکترونی روبشی، روش تداخل سنجی الگوی لکه‌های الکترونیکی، روش اولتراسونیک، و روش‌های مغناطیسی هستند، اما این روش‌ها به تجهیزات گران‌قیمتی نیاز ندارند و باعث آسیب نمی‌شوند. در میان آنها، روش اشعه ایکس{11}}و روش اولتراسونیک نسبتاً بالغ هستند. روش اشعه ایکس دقیق و قابل اعتماد است و می‌تواند در نقطه اندازه‌گیری اولیه تکرار شود. زمانی که استرس در محدوده کوچکی به شدت تغییر می کند موثرتر است. اندازه گیری تنش اولتراسونیک بر اساس تئوری آکوستوالاستیسیته است و از پدیده انکسار دوگانه صوتی در مواد تحت تنش استفاده می کند. هنگامی که تنش وجود ندارد، سرعت انتشار امواج اولتراسونیک در یک جسم الاستیک همسانگرد با سرعت انتشار تحت تنش متفاوت است. رابطه بین سرعت موج اولتراسونیک و تنش برای اندازه گیری تنش پسماند استفاده می شود.

 

Residual stress at different locations
تنش پسماند در مکان های مختلف

 

این شرکت از روش اشعه ایکس- برای تشخیص تنش پسماند در جوش اجزای ساختاری جوش داده شده با آلیاژ تیتانیوم برای تجهیزات دریایی استفاده می‌کند. تنش پسماند در موقعیت جوش در حالت جوش 200 مگاپاسکال است و پس از عملیات حرارتی کاهش تنش 600 درجه / 2 ساعت، تنش پسماند 90 مگاپاسکال است که تأثیر قابل توجهی در حذف تنش پسماند نشان می‌دهد.

ارسال درخواست