שיטות מדידה למתח שיורי בסגסוגת טיטניום

Dec 17, 2025

השאר הודעה

מתח שיורי הוא מצב מתח לא יציב הקיים בתוך חומרי סגסוגת טיטניום ורכיבים מבניים לאחר ריתוך או עיבוד מכני. כאשר המוצר נתון לכוחות חיצוניים, הלחץ המופעל יוצר אינטראקציה עם הלחץ השיורי, וגורם לעיוות פלסטי במקומות מקומיים מסוימים ולחלוקה מחדש של הלחץ הפנימי. לאחר הסרת הכוח החיצוני, האובייקט כולו עובר דפורמציה. מתח שיורי משפיע באופן משמעותי על חוזק העייפות, החוזק הסטטי ועמידות הקורוזיה של חומר העבודה, מה שמוביל לפגמי ייצור כגון דפורמציה וסדקים, ובכך מקצר את חיי השירות של החלקים. בנוסף, מתח שיורי הוא גורם מרכזי המשפיע על יציבות הממדים של חלקים.

 

נכון לעכשיו, ניתן לסווג שיטות מסורתיות למדידת מתח שיורי לשיטות מדידת שחרור מכאני ושיטות מדידה לא-הרסניות. שיטות מדידת שחרור מכאני כוללות הפרדה או חיתוך של הרכיב עם מתח שיורי מהחלק המבני כדי לשחרר את הלחץ, ולאחר מכן מדידת שינויי המתח כדי לקבוע את המתח השיורי. למרות ששיטה זו גורמת נזק או הרס מסוים לחומר העבודה, יש לה דיוק מדידה גבוה, תיאוריה מפותחת היטב וטכנולוגיה בוגרת, והיא עדיין בשימוש נרחב. היא כוללת בעיקר את שיטת הקידוח, שיטת ליבת הטבעת ושיטת החיתוך המפולח, ביניהן שיטת החור העיוור הרדוד גורמת לפחות נזק. שיטות מדידה שאינן-הרסניות, הידועות גם כשיטות זיהוי פיזיקליות, כוללות את שיטת -רנטגן, שיטת דיפרקציה של קרני X-, שיטת עקיפה נויטרונים, שיטת מיקרוסקופיה אקוסטית סורקת אלקטרונים, שיטת התערבות דפוס כתמים אלקטרונית, שיטה אולטרסאונית ושיטה מגנטית, וכו'. שיטות אלו אינן גורמות לציוד בדיקה יקר, אך הן אינן גורמות לציוד בדיקה יקר ודורשות נזק. ביניהם, שיטת -רנטגן ושיטת האולטרסאונד בוגרות יחסית. שיטת -רנטגן מדויקת ואמינה, וניתן לחזור עליה בנקודת המדידה המקורית. זה הכי יעיל כאשר הלחץ משתנה בחדות בטווח קטן. מדידת מתח אולטרסאונד מבוססת על התיאוריה של אקוסטליסטיות ומנצלת את התופעה של שבירה דו-פעמית אקוסטית בחומרים לחוצים. כאשר אין לחץ, מהירות התפשטות הגלים האולטראסוניים בגוף אלסטי איזוטרופי שונה מזו תחת לחץ. הקשר בין מהירות הגל האולטראסוני למתח משמש למדידת מתח שיורי.

 

Residual stress at different locations
לחץ שאריות במקומות שונים

 

החברה משתמשת בשיטת -רנטגן כדי לזהות את המתח השיורי בריתכות של רכיבים מבניים מרותכים מסגסוגת טיטניום לציוד ימי. המתח השיורי במיקום הריתוך במצב מרותך כ- הוא 200 MPa, ולאחר טיפול בחום של 600 מעלות / 2 שעות, הלחץ השיורי הוא 90 MPa, מה שמדגים השפעה משמעותית בביטול מתח שיורי.

שלח החקירה