Page 178 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

斜角度入射，通过两媒质的介面向媒质 2 内传递时，它将分解成两个纵波和两个
横波。但当入射波是沿垂直于各向同性介质表面传播时，可以证明它将形成两个
纯粹与入射波同类型的波。这个规律为利用超声波测定残余应力提供了理论根据

和实验基础。一个各向同性固态介质，在应力的作用下是具有声弹性的（和磁性
相似）。即在有应力的情况下，由于应力的方向和大小的不同，从而使在固态介
质中的超声波传递速度发生了变化，也就是由于应力的存在引起了各向异性。当
应力为平面应力状态且超声波又以垂直于应力平面方向传播时。超声波仅只分解

成两个方向的超声波（反射波和折射波）。超声波法正是采取某种手段测定应力
引起的声双折射、声传播速度变化及超声频谱变化，测量出这些变化以后便可计
算出作用在物体上的外力或残余应力。超声波测定残余应力有很多优点：①能无
损测定实际构件的表面应力和内部应力；②可以不接触实际构件进行应力测量，

不会损伤构件表面，使用安全、无公害；③超声测量仪器方便携带到室外或现场
使用，特定条件下可一机多用。但是目前超声波法仍处于试验研究阶段，还存在
许多问题：①测定的结果要受到材料性能、工件形状和组织结构的干扰较大；②
同时测量应力急剧变化、形状复杂和受三向应力的实际构件时还存在许多问题；

③声波波长太长，利用干涉法目前还难实现，测量的灵敏度较低为了测定介质中
的声速变化，必须用高灵敏度的设备和仪器来测定，测定过程比较烦琐。
（4）磁测法
当铁磁材料中有残余应力存在时，其磁性会发生变化，人们就利用磁性的这

种变化来评定铁磁材料中的残余应力。目前应用的磁性方法有两种：磁噪声法和
磁应变法。铁磁性材料内部存在大小不同的磁畴，每个磁畴的磁化矢量是不相同
的，应力和外加磁场可改变磁畴的大小，从而使物体的尺寸与磁力性能发生变化，
这即为磁致伸缩效应。磁畴大小的变化伴随畴界移动，而材料中的晶界及杂质等

则对畴界起钉扎作用。当施加一磁场或应力于材料时，磁畴有变化的趋势，但由
于钉扎源的存在，作用区中磁畴的大小仅在外引达到某一数值时才会变化，畴界
不连续的移动会产生电磁脉冲，叫巴克豪森信号，通过这些信号的处理我们可以
得到应力分布情况。磁噪声法是铁磁材料在外加交变磁场的作用下，磁畴壁会发

生不连续的跳跃式急剧变化，从而释放出弹性应力—应变波，此现象称为磁噪声，
又称为巴克豪森磁噪声（BN）。研究表明，BN 信号的大小与材料中的应力和显
微组织及缺陷的变化有关，故有人用测量 BN 在探测线圈内感应产生的脉冲电压

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