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隨著高鐵、輕軌交通發(fā)展加速，軌道等關(guān)鍵部件無(wú)損檢測(cè)要求越來(lái)越嚴(yán)，面對(duì)廣闊軌道交通萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)，如何發(fā)揮好非晶合金新材料優(yōu)勢(shì)是非晶中國(guó)一直致力關(guān)注的重點(diǎn)。面對(duì)客戶(hù)咨詢(xún)關(guān)于非晶合金材料在高鐵等軌道交通的優(yōu)勢(shì)與機(jī)遇，非晶中國(guó)大數(shù)據(jù)庫(kù)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(xué)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(wú)損探傷技術(shù)中的一種檢測(cè)方法，漏磁檢測(cè)方法的主要檢測(cè)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(chǎng)，磁場(chǎng)傳感器將輸出信號(hào)送到運(yùn)轉(zhuǎn)放大器中。由于采用磁飽和狀態(tài)，工件內(nèi)具有相當(dāng)高的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)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(chǎng)檢測(cè)。
漏磁探傷技術(shù)因其操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)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(yàn)當(dāng)中。
2 當(dāng)前無(wú)損探傷常用檢測(cè)方法有哪些？
無(wú)損探傷的常用檢測(cè)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(cè)結(jié)果因素有哪些？
（1）磁化電流的高低會(huì)直接影響到探傷檢測(cè)結(jié)果；
（2）檢測(cè)速度同樣會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成巨大影響；
（3）樣管人工缺陷會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)誤判情況；
（4）探靴在長(zhǎng)期使用過(guò)程中容易發(fā)生磨損，也會(huì)造成誤判情況的發(fā)生。
4 非晶合金做探靴有什么優(yōu)點(diǎn)？
塊體非晶材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，其但其抗壓性能及沖擊韌性好，同時(shí)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(wèn)題，提高探靴測(cè)量精度。
5 大家擔(dān)心哪些問(wèn)題，試驗(yàn)結(jié)果是？
（1）非晶合金高溫晶化問(wèn)題如何解決？
非晶合金存在一個(gè)不可避免的缺陷就是在超過(guò)500℃高溫下就會(huì)晶化，而探靴實(shí)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(dá)到1000℃，由于大塊非晶在此溫度下處于過(guò)冷液相區(qū)范圍，此時(shí)塊體非晶表現(xiàn)為超塑性，從而在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生大量塑性變形，這種塑性變形和塑性流動(dòng)遠(yuǎn)比晶態(tài)合金的嚴(yán)重，因而其耐磨性較相同成分晶態(tài)合金差。
戰(zhàn)中學(xué)將Zr55Ni5Cu30Al10非晶耐磨塊作為摩擦磨損保護(hù)材料，實(shí)驗(yàn)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(yàn)過(guò)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(cè)過(guò)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(dān)，因而與耐磨塊摩擦?xí)r徑向壓力較小，所以Zr基非晶耐磨塊在檢測(cè)過(guò)程中未發(fā)生嚴(yán)重的晶化現(xiàn)象。但在長(zhǎng)時(shí)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(qiáng)化作用，從而提高其表面硬度和抗壓強(qiáng)度，進(jìn)而提高其抗磨損、沖擊性能。
隨著摩擦磨損的進(jìn)行，這些微小的晶化相沒(méi)有發(fā)生進(jìn)一步的長(zhǎng)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(gè)耐磨塊磨損過(guò)程中，其表面都會(huì)產(chǎn)生一些彌散相，起到強(qiáng)化作用。
用Zr基塊體非晶作為耐磨塊能達(dá)到過(guò)管3500根左右，同時(shí)由于其適中的硬度和優(yōu)異的抗沖擊性能，不會(huì)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(hù)鋼管表面質(zhì)量，彌補(bǔ)硬質(zhì)合金鋼材料的缺點(diǎn)。
（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(duì)于探靴而言，耐磨塊的磁化后將會(huì)對(duì)其信噪比產(chǎn)生不利的影響。
科研工作者戰(zhàn)中學(xué)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)：下表中樣品1、2為采用Zr基非晶耐磨塊后檢測(cè)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(cè)精度。對(duì)樣品1和2不同缺陷位置產(chǎn)生的信噪比值進(jìn)行檢測(cè)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(cè)現(xiàn)場(chǎng)需求。同時(shí)根據(jù)檢測(cè)的其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，國(guó)產(chǎn)探靴達(dá)到了進(jìn)口探靴的各項(xiàng)指標(biāo)。
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(shí)滿足探靴要求的≤8dB指標(biāo)。
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(qiáng)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(shí)能夠有效保護(hù)鋼管表面質(zhì)量，延長(zhǎng)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(xiàn)：
【1】戰(zhàn)中學(xué)。 塊體非晶合金漏磁探傷儀探靴研究[D]. 南京理工大學(xué)， 2008.
【2】曾虎軍。 無(wú)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.
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