淬火裂纹是指在淬火过程中或在淬火后的室温放置过程中产生的裂纹。后者又叫时效裂纹。造成淬火开裂的原因很多，在分析淬火裂纹时，应根据裂纹特征加以区分。一、淬火裂纹的特征     在淬火过程中，当淬火产生的巨大应力大于材料本身的强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生。淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后不久产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般容易在工件的尖角、截面突变处形成。    在显微镜下观察到的淬火开裂，可能是沿晶开裂，也可能是穿晶开裂；有的呈放射状，也有的呈单独线条状或呈网状。    因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布，而且裂纹较直，周围没有分枝的小裂纹。    因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹，都是沿晶分布，裂纹尾端尖细，并呈现过热特征：结构钢中可观察到粗针状马氏体；工具钢中可观察到共晶或角状碳化物。    表面脱碳的高碳钢工件，淬火后容易形成网状裂纹。这是因为，表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀比未脱碳的心部小，表面材料受心部膨胀的作用而被拉裂呈网状。二、非淬火裂纹的特征     淬火后发生的裂纹，不一定都是淬火所造成的，可根据下面特征来区分：    淬火后发现的裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。淬火冷却过程中，只有当马氏体转变量达到一定数量时，裂纹才有可能形成。与此相对应的温度，大约在250℃以下。在这样的低温下，即使产生了裂纹，裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。所以，有氧化脱碳现象的裂纹是非淬火裂纹。如果裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也容易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特征区别开来。

新能源汽车齿轮加工技术及装备发展论坛将于2024年6月19日上午在“中国国际机床工具展览会（CIMES2024）”W2馆召开，我们特别邀请广大朋友们现场观看或直播观看由芬兰应力技术有限公司(Stresstech Oy)残余应力分析仪和磨削烧伤检测仪产品总监戴丽君女士的现场报告，主题为“基于巴克豪森噪声法的齿轮磨削烧伤检测”，直播二维码详见下图。齿轮是重要的机械部件，广泛应用于航空、航天、舰船、汽车、风电等领域，是装备制造业重要组成单元，直接决定重大装备的服役性能和可靠性。随着现代装备对高功率密度、高承载能力、长寿命和高可靠性需求的日益提升，齿轮的接触疲劳失效成为限制这些装备发展的瓶颈。齿轮接触疲劳失效是滑滚接触附近的材料在足够周次的循环接触应力应变作用下，逐渐形成裂纹并发生断裂的过程。齿轮接触疲劳失效在工程实际中的具体表现形式众多，根据结构、工况、材料等条件不同，可能出现点蚀、微点蚀、深层齿面断裂等不同失效模式。目前有很多齿轮生产企业还在沿用传统的酸洗法检测齿轮回火烧伤和二次淬火烧伤，这种方法已经非常过时，由于国家对酸类污染的控制，要求企业必须采用更环保的无损检测方式来完成质检工作。基于巴克豪森噪声法的无损检测磨削烧伤方法解决了这个困扰，实现了可以替代酸洗，无损，准确快速检测各种尺寸直齿、斜齿、锥齿等磨削损伤及热处理缺陷检测以及硬度分拣，检测范围包括齿面、齿根、端面、齿孔等。

Prism 3 激光小孔法残余应力分析仪采用了先进的钻孔系统，利用基于激光的非接触式电子散斑干涉测量原理 (ESPI) 来确定表面位移，施加从样品表面漫反射的相干激光。 在初始之前和每次钻孔增量之后，Prism系统都会拍摄单个散斑图案的高分辨率数字图像，将分析和计算每次钻孔增量后发生的表面变形，以确定残余应力的大小。主要优势：• 最少的准备工作：只需要一个低反射率的干净测量表面。 （如果反射率高，则简单的薄喷漆为测量表面做好准备）。• 非接触式：测量只需要一个直接的视觉路径即可。无需使用应变计。• 快速：可在 ½ 小时内获得具有许多增量的广泛应力深度分布。• 自动：一旦开始，深度剖面生成将自动运行。• 大面积分析：分析孔周围的整个区域。区域大小也可以在测量后由操作员调整。• 确定的钻孔速度：采用高精度电钻，可完全控制钻孔速度和钻孔进给。•根据材料条件，需要正确选择这些参数，以避免对孔的不需要的热或机械效应。• 用户友好：易于使用的基于Windows 的软件。• 简单：计算机控制的自动测量。• 材料：可以分析所有可以通过钻头精确加工的材料。这还包括非结晶材料，以及由于非常粗的晶粒或突出的晶体结构而可能难以通过 X 射线衍射 (XRD) 分析的材料。

两种重要的材料特性会极大的影响巴克豪森信号的强度。材料中弹性应力的存在和分布会影响磁畴范围的选择和自磁化方向的设定。这种弹性特性和磁畴结构以及材料的磁化特性之间相互作用的现象叫做“磁弹性”。具有完全磁各向异性的材料（铁、大多数的钢、钴）中，压应力会减弱巴克豪森信号的强度而拉应力则会增强信号强度。利用这个原理，可以用测量巴克豪森信号总量的方法来测量残余应力，也可以确定主应力的分布方向。另外一个影响巴克豪森信号的材料特性是金属材料的结构。从某种意义上讲也可以用硬度来描述这种影响：在微观组织结构中增强的硬度减弱了巴克豪森信号的强度。从这方面来讲，巴克豪森信号也能提供材料结构状况的信息。许多常见的表面缺陷如磨削烧伤、硬表面上的软点和软边缘、除碳区等含有微观组织结构和应力变化的情况都是很容易用磁弹法检测出来的。若干动态的进程，像蠕变和疲劳，也可以用磁弹法来进行应力和微观组织结构变化的检测。

轴承零件在使用中受到异常高温的影响，又得不到及时冷却，会使零件表面组织产生高温回火或二次淬火的现象称为烧伤。烧伤产生的主要原因是润滑不良、预载荷过大、游隙选择不当、轴承配置不当、滚道表面接触不良、应力过大等因素所致。如：1、在轴向游动轴承中，如果外圈配合的过紧，不能在外壳孔中移动;2、轴承工作中运转温度升高，轴的热膨胀引起很大的轴向力，而轴承又无法轴向移动时;3、由于润滑不充分，或润滑剂选用不合理、质量问题、老化和变质等;4、内外圈运转温度差大，加上游隙选择不当，外圈膨胀小内圈大呈过盈导致轴承温度急剧升高;5、轴承承受的载荷过大和载荷分布均匀，形成应力集中;6、零件表面加工粗糙，造成接触不良或油膜形成困难。7、烧伤容易造成零件表面硬度下降或出现微裂纹。烧伤产生的部位主要发生在零件的各接触表面上，如圆锥滚子轴承的挡边工作面、滚子端面、应力集中的滚表面等。烧伤的预防可根据烧伤产生的原因有针对性地采取措施。如正确选用轴承结构和配置、避免轴了砂承受过大的载荷、安装时采用正确的安装方式防止应力集中、保证润滑效果等。烧伤的传统检测方法主要根据征零件表面的颜色不同来判断。颜色主要有淡黄色、黄色、棕红色、紫蓝色及蓝黑色等，其中淡黄色、黄色、棕红色属于变色，若出现紫蓝色或蓝黑色的为烧伤。此方法受人为因素影响较多同时对环境有很多的污染，正在被淘汰中，如今大多采用巴克豪森噪声检测法，巴克豪森噪声检测法具有无损，快速，环保，准确率高的特点。可测量各种尺寸的轴承套圈、滚针轴承的磨削烧伤和热处理软点检测，可实现各种大小轴承的滚道面、端面的烧伤检测。磁弹效应，完全无损检验，替代酸洗法，全面检测，包括内圆、外圆和内外滚道，同时可设置报警临界点，ViewScan数采软件，电脑显示烧伤位置、大小。

当磨削过程中齿面磨削区骤然受热产生高温，就会发生表层小面积体积膨胀，组织奥氏体化，冷却液随之对其冷却，产生二次淬火，表面急剧收缩，硬度增高，次表层区域被回火，硬度降低。在表层冷却收缩的同时，由于冷却过慢，次表层仍处于膨胀状态，表面呈残余拉应力状态，随着磨削的进行，在齿面存在切向应力，由于次表层硬度降低，其抗拉强度随之降低，在残余拉应力与切向应力的作用下齿面出现裂纹。齿轮磨削烧伤检测仪采用了巴克豪森噪声法，可快速检测和评估齿轮精磨工艺后表面磨削的状况，可对回火烧伤和二次淬火烧伤做出灵敏的判断。实现了对直齿、斜齿、伞齿等磨削损伤及热处理缺陷检测以及硬度分拣。

残余应力对腐蚀开裂的影响当材料处于静应力作用下，在腐蚀性介质的环境中经历一定时间后就发生开裂，并扩展到整个截面而破坏，这就是应力腐蚀开裂。拉应力和腐蚀介质共存是应力发生开裂的必要条件。在应力腐蚀开裂问题中，残余应力的作用与载荷应力相同，残余拉应力的存在使腐蚀速度加速，而压缩残余应力的效应则恰恰相反，因而可以防止和降低应力腐蚀开裂。作为防止应力腐蚀开裂的常用措施有表面滚压、喷丸或氮化等，其原理都是使构件表面产生残余压应力。残余应力对疲劳强度的影响人们习惯上认为，压缩残余应力能显著提高构件的疲劳强度，而拉伸残余应力会降低疲劳强度，因此在实用中往往通过表面强化处理引入压缩残余应力，从而有效地提高疲劳强度。实际上，残余应力对疲劳的影响因条件和环境的不同而改变，它与材料的性能和外载形式、残余应力分布及在应力交变过程中的稳定性等因素有关，正确估算构件的疲劳寿命是工程界有待解决的问题之一。

巴克豪森噪声分析法可以对硬度状态作出响应。零部件的硬度高，巴克豪森噪声活跃度就会低，零部件的硬度低，巴克豪森噪声的活跃度就会高。磁畴域在软材料的移动比在硬材料中更容易。在软材料中，域墙可以进行更大的跳跃。在硬质材料中，会因畴壁与材料结构中的位错、析出或其他不规则性而发生碰撞。材料硬度与材料中钉扎位点的数量（例如位错密度、相含量等）有关，固定位点也会阻碍磁畴壁的运动。巴克豪森噪声分析法可以很容易地用于在热处理应用中分离软硬零件，从而用于检测磨削烧伤。例如，对齿轮的硬度进行分析，根据数值的变化，就可以知道齿轮表面硬度情况，从而获得烧伤的有关情况。

表面残余应力分析仪主要用于检测热处理、机械加工、焊接、喷丸处理和磨削等制造过程中表面产生的残余应力，也可通过电解抛光获得应力深度分布。仪器可检测平面，球面，曲面等复杂形状的零件。主要行业分布：航天、航空、船舶、兵器、汽车制造、电力、石油化工、锅炉压力容器、冶金、机械制造、核工业、石油、科研机构、大学等。表面残余应力分析仪除了主机外，还有一个重要部件是三角架，三角架装有永磁吸盘和万向轴节，测角仪可以在任何位置进行操作，例如水平、竖直、倒置，还可进行圆筒内壁、齿轮根部、角焊缝等位置的应力测量，特别适用于一些大型设备、复杂结构的现场测量。

磨削烧伤检测仪主要利用巴克豪森效应检测对轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴 、喷油嘴、活塞杆、飞机起落架等表面磨削缺陷和热处理烧伤情况。磨削烧伤检测仪使用了一种特殊的磁化和探测电路来产生巴克豪森噪声信号，它的电路将被测区的磁弹特性用信号的方式量化，这个量值是与应力成比例的。可以实时的在多个通道探测和显示磁弹特性。它的专利技术探头可以静态的逐点测量，也可以动态的连续测量，这取决于用户的需求。多种型号的磨削烧伤检测仪都可以使用充电电池这一可选件，从而在没有直流电源的空旷场合能便利的开展工作。磨削烧伤检测仪有标准的频率分析范围：70–200 kHz而磁化频率范围在1–500 Hz之间，可以进行0.02 mm深度内的近似测量。实际的测量深度取决于不同材料各自的渗透性和传导性。

曲轴具有三个主要部分：腹板、配重和轴颈。通常只有轴颈需要经过磨削和精磨过程。当轴颈磨削过程出现问题时，轴颈外径、半径或/和端面上会出现磨削烧伤，这些表面都可以很容易地用巴克豪森噪声法进行分析。CrankScan200曲轴磨削烧伤检测系统是一种半自动磨削燃烧和热处理缺陷检测系统，专为大中型曲轴的质量控制需求而设计，主要用于重型曲轴表面磨削烧伤检测。CrankScan200曲轴磨削烧伤检测仪可检测曲轴在磨削或热处理过程中造成的表面烧伤及缺陷，且全程采用物理学原理，对工件无损伤，可替代传统的酸洗法。可实现各种大小曲轴的轴颈面、侧台面、弯角的烧伤检测， 汽油机或柴油机发动机制造等检测。CrankScan200传感器臂具有自对准功能，可最大限度地减少不同操作员之间的测量结果差异，可放置在生产线旁边进行样品测试和优化加工参数，或放置在测试实验室进行材料研究。

   在机械类产品中，很多重要零部件如轴承、齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销和万向节等，在热处理之后均需经过磨削加工。相比之下，磨削时单位切削面积上的功率消耗远远超过其它加工方法，所转化热量的大部分会进入工件表面，因此容易引起加工面金相组织的变化。在工艺参数、冷却方法和磨料状态选择不当的情况下，工件在磨削过程中极易出现相当深的金相组织变化层（即回火层），并伴随出现很大的表面残余应力，甚至导致出现裂纹，这就是所谓的磨削烧伤问题。   零部件的表面层烧伤将使产品性能和寿命大幅度地下降，甚至根本不能使用，造成严重的质量问题。为此，生产企业一方面通过执行正确、科学的工艺规范，减轻和避免出现磨削烧伤现象；另一方面，加强对零部件的检验，及时发现不合格工件，并判断正在进行的磨削工艺状况。   但长期以来，对工件表面磨削烧伤的检验，除了最简单的目测法外，就是采用已延续多年的传统方法——酸洗法，即在被检零部件表面涂上酸液或将其浸入盛有按规定配制的酸液槽中。之后（或在把工件取出后）根据表面呈现的不同颜色，对磨削烧伤的程度作出相应的判断。一般地说，若色泽没有变化，就表明情况正常；而当颜色变成灰色，则说明已有烧伤情况存在，随着色泽变得越来越深，表示工件表面因温度更高，引起的磨削烧伤更为严重。   传统检查方法虽然简单易行，但有着很大的局限性，主要是工件表面经酸液浸蚀，即使为无问题的零部件，也不能再予以使用。传统方法执行的实际上是一种破坏性检查。酸洗法本质上属于定性检查，难以对磨削烧伤程度做出定量的说明。   鉴于上面两点，采取传统方法时，只能采用抽检的方式，且样本很小，欲对所执行的工艺过程作出较确切的评价并予以改进是很困难的。理论表明，酸洗法检验只能反映因金相组织结构变化引起的硬度下降这种情况，对于工件表面存在的残余应力则无法反映，故在全面揭示磨削烧伤的程度上显得不足。   另一方面，由于使用了酸液，企业增加了消除环境污染的负担；传统检查方法的规范化可靠性水平较低，更难以制定可操作性强的评定标准。          一种新颖、高效的磨削烧伤检测方法——磁弹法    磁弹法即BN法（Barkhansen Noise Method），是以1919年发现的物理学Barkhansen效应为基础开发的一种测试方法，它能有效地对磨削烧伤进行测试。近年来，利用磁弹法研制的测试仪器已在零部件表面磨削烧伤检测中逐步得到应用，并充分显现出优越性。                                   

风电齿轮故障类型及原因齿轮箱在制造过程中如果不具备稳定的工艺技术，易造成齿轮箱工况无法达到设计要求，直接影响其正常运转，轮齿难以受力均匀，甚至发生断齿问题;即便正确安装，齿轮箱也无法彻底解决磨损问题。风电机组齿轮箱的故障涉及齿轮故障、轴承故障、箱体及紧固件故障，轴故障、油系统故障，其中失效比例较大的是齿轮故障。故障原因及机理齿面磨损(1) 齿面磨损：啮合过程发生了滑动与滚动问题，基于压应力、切应力和摩擦力的影响，严重损坏了齿轮。(2) 润滑不佳：润滑油液温度不恰当提高了磨损速率。(3) 磨粒：磨损形成的磨粒无法有效清除，容易在齿面发生二次磨损，甚至划伤齿轮。(4) 润滑油品质：当油中混合腐蚀性物质时，加重齿面的腐蚀程度。齿面疲劳点蚀齿面基于应力极限的影响出现很多小裂纹，当其掺入磨粒或润滑油时形成内部挤压，裂纹位置脱落金属片，产生若干小坑洞。齿面胶合齿面油膜受损，齿面接触位置形成粘结，若出现转动，粘合位置产生撕裂，加重损伤情况。齿轮磨削烧伤检测系统轮齿断裂(1) 传动中突发的冲击载荷或过载，这时齿根弯曲，应力改变，折断了根部。(2) 当长期载荷反复冲击齿轮时，齿面疲劳工作引发了裂纹。

残余应力是指消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。机械加工和强化工艺都能引起残余应力，如冷拉、弯曲、切削加工、滚压、喷丸、铸造、锻压、焊接和金属热处理等。残余应力一般是有害的，如零件在不适当的热处理、焊接或切削加工后，残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。或经淬火、磨削后表面会出现裂纹。残余应力的分类：按影响区域分一类内应力：又称宏观残余应力，贯穿于整个物体内部;二类内应力：又称微观残余应力，它是由晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀性产生的。三类内应力：由于工件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷(如空位、间隙原子、位错等)引起的按应力产生的原因：热应力相变应力收缩应力

巴克豪森噪声系统检测系统有多种：手动测量，半自动测量，自动测量，在线测量，机器人测量等。究竟采用哪一种测量方式，要依照客户的实际需要和被测件的条件来决定。手动测量操作员用手持式探头扫描被测表面，并根据需要用用手移动样品。操作员手动启动和停止测量，同时软件收集和保存数据。半自动测量操作员装载，卸载，并夹紧样品到系统。操作人员在探头臂和夹具的帮助下定位传感器。操作员开始测量，同时电动运动监测样品或/和传感器的运动。自动停止，在测量一个表面后停止运动。软件收集和保存测量数据。自动测量操作员装载，卸载，并夹紧样品到系统。操作员选择测量程序并开始测量。操作员手动更换探头与快速耦合(如果需要)。软件控制测量程序和测量位置。软件收集和保存测量数据。在线/自动化测量机器人装卸样品。系统夹紧样品。系统识别样品并选择正确的测量程序。系统更换正确的探头进行测量。软件控制测量程序和测量位置。如果样品中有微结构变化，系统会向操作员发出警报软件收集和保存测量数据。系统提醒操作员维护需要。机器人系统也可以配备自动化程度较低的选项，如手动装卸。RoboScan S/RoboScan M/RoboScan L/RoboScan XL

齿轮是常见的需要用巴克豪森噪声法进行分析的零件。制造齿轮需要多个操作过程，其中齿面磨削是一个关键步骤。30多年来，巴克豪森噪声分析一直被普遍用于检测齿轮磨削烧伤。本文将分享如何使用巴克豪森噪声法分析齿轮以及可用的产品类型的信息。齿轮分析参数扫描区域不同探头检测路线示意图巴克豪森噪声探头与要扫描的表面有点或线形接触。扫描表面的方法有很多种，通过不同类型的扫描程序，可以完全分析齿面，或者将分析区域定向到通常出现烧伤的表面。巴克豪森噪声分析法是一种非常灵敏的方法，因此即使扫描线不直接穿过Z严重烧伤的部位，探头也会检测到烧伤。扫描速度齿轮的z大扫描速度建议为50 mm/s。扫描速度是影响数据质量的参数之一，z大速度取决于材料和探头类型。如果扫描速度过高，微观结构的最细微变化可能就无法被检测到。分析结果巴克豪森噪声分析仪采用的是一种比较方法，用户需要使用主样品程序确定其产品的可接受水平。主样品程序可以通过X射线衍射测量或酸洗法验证，巴克豪森噪声检测结果可以用数字或图形方式表示。未检测到磨削烧伤时，结果如下例所示。图中显示的每条线都是齿轮表面上的一条扫描线。下图显示的是严重烧伤的情况：齿轮探头用于直齿轮和斜齿轮的齿面和齿根的齿轮探头 (GearScan 500) 示例。探头与待测表面之间的接触对结果有很大影响，不同的齿轮表面有不同种类的探头与之相匹配。 齿面可以用直边探头测量，齿根需要带圆头的探头。 在某些情况下，根据齿轮几何形状，同一个探头可用于所有表面。对于不同尺寸的齿面，有不同尺寸的探头可供选择。至于多大的齿轮可以测量没有限制。对于模数在2以内的小齿轮，Stresstech有标准的探头可选。使用接触齿根和齿面探头测量。在标准齿轮探头中，有一个测量通道。探头可以是单面的也可以是双面的，为尽量减少齿与齿之间的移动时间，建议使用双面探头，锥齿和准双曲面齿轮的探头可以是单面的，也可以是双面的。 当探头为双面时，探头的一侧用于凸面，另一侧用于凹面。锥齿轮探头示例。在某些情况下，准双曲面齿轮需要探头的Plus选项。巴克豪森噪声探头Plus选项可以测量更小和更复杂的表面。自动化磨削烧伤检测系统检测齿轮磨削烧伤GearScan 500 (左图) ，RoboScan S (右图).齿轮可以采用带有手动探头的分析仪进行测量，也可以采用机器人系统，如RoboScan S或GearScan 500多轴系统来分析。RoboScan S RoboScan S Vertical专为满足中小型圆形对称零件（如齿轮和客车轴）的质量控制需求而设计。使用RoboScan S 创建测量程序可以通过逐点指导机器人或使用名为 EasyGear 的特殊软件来完成，齿轮参数和测量参数在此软件中完成处理。RoboScan系统适用于从简单的直齿轮到准双曲面的各种齿轮。使用RoboScan S 逐点创建扫描程序GearScan 500 是一种自动磨削烧伤和热处理缺陷检测系统，专为满足中小型齿轮的质量控制需求而设计。GearScan 500 始终配备EasyGear软件，适用于直齿轮和斜齿轮。EasyGear软件EasyGear参数示意图EasyGear是ViewScan软件的扩展，更具可视化，无论是GearScan 500巴克豪森检测系统或是机器人系统都可以为不同类型的齿轮创建测量路径，软件适合不同类型的直齿轮和斜齿轮，齿面和齿根区域都可以创建测量路径。EasyGear可以将几何参数可视化为3D模型，以简化感知齿轮测量。

淬火将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。淬火的目的：1）提高金属成材或零件的机械性能。例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。淬火冷却时，除需合理选用淬火介质外，还要有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火、局部淬火等。      钢铁工件在淬火后具有以下特点：① 得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。② 存在较大内应力。③ 力学性能不能满足要求。因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火

结合尺寸测量、硬度检测和定期的金相分析，巴克豪森噪声法有助于闭合循环，确保产品质量。传统检测磨削烧伤的方法包括酸洗法、硬度法和残余应力检测方法。然而，这些方法总是存在着这样或那样的缺点，如成本问题、时间问题、复杂性问题、主观性及使用危险化学品造成的环境污染问题。几种磨削烧伤检测方法的比较酸洗法和硬度法只能检测比较严重的磨削烧伤。而且，这两种方法都面临着相同的挑战：可追溯性和可重复性。XRD方法也可用于检测磨削损伤。然而，当需要分析次表面应力时，这种方法是比较耗时、昂贵且具有破坏性的方法。同样重要的是，我们所说的磨削破坏或“磨削烧伤”是一种热加工缺陷，热负载和机械负载都在其中扮演着积极作用，这是一种摩擦学现象。即使在较低温度下，也可能存在剧烈的残余应力变化，这是砂轮对接触区域的机械负载造成，任何传统方法都无法做到无损检测这些应力变化。磨削破坏与温度磨削破坏-典型残余应力分布图巴克豪森噪声法分析仪以其可靠、标准性、成本低和完全无损的优势满足了磨削烧伤检测的需求。结合尺寸测量、硬度检测和定期金相分析，巴克豪森噪声法有助于闭合循环，确保产品质量。案例分析表面硬化齿轮是由汽车齿轮制造商通过磨削工艺完成。为了控制磨削质量，制造商使用了具有破坏性的酸洗法。除了主观和依赖于操作员的评估之外，酸洗法加大了工艺成本和废物的产生，这促使他们寻找能够替代传统的非破坏性检测方法。巴克豪森噪声法分析仪齿轮制造商希望进行相关性研究，以验证破坏性的酸洗法和非破坏性的巴克豪森噪声法的灵敏度和检测能力。他们用不同的进给速率和冷却剂流量来磨削几个齿，然后用巴克豪森噪声法检测这些齿，再用硝酸乙醇腐蚀法检测及使用 XRD 来观察 BN值高位置的残余应力分布情况。结果发现残余应力与巴克豪森噪声值之间存在着很强的关联性。结果他们用完全无损的巴克豪森噪声法代替了硝酸乙醇腐蚀工艺法。巴克豪森噪声法分析仪成为了生产中一个重要的环节，确保了产品的使用寿命并且安全、可靠。

巴克豪森噪声分析是检测磨削烧伤的一种创新方法，完全代替酸洗法带来的破坏和环境污染，大大节约了成本消耗，因此非破坏性是巴克豪森噪声分析较之于传统的酸洗法更具竞争力的原因和优势，巴克豪森噪声分析可靠、经济、高效和完全无损满足了磨削烧伤检测的需求。在回火（烧焦）微观结构中，有两种机加工增加测得的巴克豪森噪声值：    • 更柔软的微观结构，包括马氏体向铁素体的转变，会产生更大的巴克豪森噪声值。    • 回火产生的拉应力会影响磁性能。当存在回火时，巴克豪森噪声值会更高。"磨削破坏或磨削烧伤"是一种热加工缺陷，其中热载荷和机械载荷都起着积极作用。这是一种摩擦学现象，即使在较低的温度下，也可能存在剧烈的残余应力变化。这是由于接触区上砂轮的机械载荷造成的，任何传统方法都无法以非破坏性方式检测到这些应力的变化。主样品程序巴克豪森噪声分析是一种相对性质的电磁测试方法。 为了正确利用巴克豪森噪声分析作为过程工具，用户必须使用参考样品或验证方法来初始设置测量参数和评估标准。 例如，可以通过 X 射线衍射测量或酸洗法来验证主样品程序。 当设置了主样本程序时，巴克豪森噪声分析仪是检测微观结构变化的准确方法。巴克豪森噪声法与酸洗法和X射线衍射法比较测量程序和结果巴克豪森噪声分析需要使用巴克豪森噪声信号分析仪 (Rollscan) 和传感器来完成。 额外的数据收集软件可用于数据跟踪和导出、表面映射和自动测量评估。执行巴克豪森噪声测量是一个简单的过程：1. 使用传感器磁化测量区域2. 磁化过程中，传感器测量巴克豪森噪声信号并将其传输到 Rollscan3. 实时测量值显示在 Rollscan 和/或 ViewScan 软件上。Rollscan 350 屏幕中显示的巴克豪森噪声分析值：左：没有烧伤。 右图：重度烧伤。ViewScan 软件中显示的巴克豪森噪声分析值：上图：凸轮轴凸角上没有磨削烧伤。 中：凸轮轴凸角上有轻微磨削烧伤。 底部：凸轮轴凸角严重烧伤。使用巴克豪森噪声自动检测磨削烧伤巴克豪森噪声测量的自动化程度越高，测量的准确性和速度就越快。自动化系统zui大限度地减少了操作员的错误，并且更符合人体工程学。可以简化自动化系统的用户界面，以便操作员仅看到所测量的样品是在确定的拒绝限制内被接受还是被拒绝。 更详细的信息会存储起来以供进一步调用和参考。如果此检测系统用于过程优化，即使是微观结构的最小变化也可以为操作员看到。自动化系统专为质量检测离线使用而设计，软件操作简单、直观，软件系统可以适应各种组件类型。 自动化系统需要手动上样。在线/机器人系统可以集成到生产线中，以确保对工艺变化立即做出反应。生产数据是自动收集的，可以进行分析并用于流程优化，在线/机器人系统可以通过自动上样实现全自动。

弹簧是通用机械必不可少的部件。在工作过程中起到缓冲平衡、储能、自动控制、回位、安全保险等作用。在弹簧的使用过程中，机械故障往往是由于各种原因造成的。寻找和分析弹簧失效的原因及预防措施能更好的保护机械设备的正常运转和延长其使用使命。　　使用DR45残余应力分析仪检测弹簧残余应力导致弹簧失效的主要因素是材料缺陷、制造缺陷、热处理不当、表面处理不当和工作环境因素。弹簧失效可能是由一个原因引起的，也可能是多个因素的组合造成的。冷弯弹簧成形时弹簧的表面缺陷可能是由于工艺设备不良或在弹簧加工过程中调整操作不当造成的。热成型的弹簧由于加热温度过高，在弹簧表面出现橙皮状缺陷，大大降低了弹簧的疲劳寿命。或者，在热成形过程中，由于加热温度过低，钢材的塑性不够。在热成形过程中，弹簧表面应力超过材料强度极限，容易产生裂纹。因此，在制造过程中必须加强弹簧表面的质量检测，以避免表面缺陷。加热或冷却时弹簧表面和中心温度分布不均匀，会产生热应力，相变过程会产生组织应力。当总量超过材料的强度极限时，会引起开裂。此外，原材料的缺陷，如钢的残余收缩、白点、冷加工刀痕、冷拔和热轧时的划痕和褶皱等，也会在淬火时引起应力集中和开裂。在淬火热处理过程中，由于原表面出现短而浅的折叠裂纹，裂纹向径向扩展。在疲劳试验中，它首先膨胀，直到达到临界尺寸，并导致弹簧瞬间断裂。热处理不当会产生粗淬火马氏体等异常组织;D一共析铁氧体或游离铁氧体;碳化物偏析;弹簧热处理变形;表面氧化和脱碳将导致弹簧失效。因而定性、定量对弹簧材料的残余应力进行检测和分析，将是提高弹簧疲劳特性的重要因素。 目前比较实用和可行的检测方法是X射线衍射法，X射线衍射法是一种非破坏试验检测方法，也是最准确的测量方法，专为残余应力和残余奥氏体测量而设计。这项无损技术可提供可靠、精确的数据，以确保质量控制评估。其轻便精巧的设计扩展了设备的使用领域，不仅在实验室也可实现现场检测。在弹簧残余应力检测中，是广泛采用的一种方法。 

机加工中的残余应力在机加工过程中由于机械、热或化学因素会产生残余应力，也可能会降低疲劳寿命，因此应对其进行分析和控制。机加工是车、铣、钻、刨、磨的总称。这些应用的共同点是在切削过程因为摩擦而加热材料表面形成切屑。下图显示了机加工过程中形成残余应力的工艺步骤。一、机加工操作二、弹性/塑性变形三、非均匀相变四、工件中的残余应力由于机械、热或化学因素，零件现有的残余应力状态可能会发生变化。机加工因素是材料去除过程本身，热因素是摩擦所做的功，化学因素是切削液可能引起的反应。机加工过程的机械效应会改变表面光洁度和微观结构，也能观察到材料的塑性变形。该过程会产生热效应，位错密度和分布的变化以及表面完整性的改变。此外，冷却压和温度是对形成残余应力是一个很重要的影响。X射线残余应力分析仪这些影响结合其他加工参数可能会导致零件表面形成裂纹，裂纹是塑性变形和可能的相变形成的残余应力的结果。相变是由局部加热引起的，由于加工时的摩擦和其他的磨损效应造成了局部热量的增加，因而在局部形成了残余拉应力。机加工残余应力影响着零件使用的可靠性和服役寿命。机加工残余应力受热和机械因素的影响。通常，零件表层和近表层受热和机械因素的影响，而次表层仅受机械因素的影响。铣削是机加工中另一种常见的切屑形成工艺，它会在工件上产生残余应力。众所周知，当以不同方式铣削普通碳钢时，所产生的残余应力的深度分布可能会有所不同，具体取决于铣削方式。同样，切削速度的变化也会改变残余应力的深度分布。通常，较低的切削速度会产生较低的残余应力，而导致刀具和工件之间温度升高的较高切削速度会在工件上产生较高的残余应力。机加工过程中产生的残余应力会导致疲劳寿命降低，因此应对其进行分析和控制。 还应该注意的是，在实际中可以联合使用各种机加工操作，尽管不同的工艺会在工件上产生各自不同的残余应力分布，但末次加工操作产生的残余应力分布通常会占主导地位。

磨削是一种切屑形成过程，需要高的能量才能将材料去除到指定尺寸。反过来，高能量也会产生热量，这些热量是由砂轮与工件在相互作用时产生的,产生的热能被工件吸收掉后就造成了工件从表层到次表层区域的温度升高。砂轮与工件的相互作用砂轮与工件的三个主要相互作用是切割、犁耕和摩擦。尤其是切削，通过产生切屑而去除材料。而犁耕会推动材料而不从工件上去除任何材料，这会导致发热和冷加工硬化，而摩擦是通过在工件表面上滑动砂轮的磨粒来产生热量，在研磨过程中，这三种相互作用都可以在不同程度上看到，而相互作用的程度主要取决于砂轮的状况。例如，当使用锋利的砂轮时切割会比犁耕和摩擦更有效。当工件温度升高时会发生什么？短时间里，可能会发生微观结构变化，摩擦、犁削、切屑等弹塑性变形，甚至断裂，也最有可能观察到表面完整性的一些变化。当工件表面温度达到奥氏体化范围以上时，表面会发生二次硬化并在表面形成较高的残余压应力。这种热硬化材料称为未回火马氏体 (UTM)，俗称二次硬化烧伤。借助微观结构分析，马氏体（UTM）会用表层上白色层表示。这些二次硬化的区域通常被回火区域包围，从而导致零件出现异质性问题，当零件投入使用时会造成表面裂纹和点蚀。避免裂纹形成的一种可行方法是对零件进行喷丸处理，此工艺将在零件表面产生残余压应力，以延迟或停止裂纹扩展。当工件表面温度达到回火范围以上但低于奥氏体化范围时，硬度会降低，工件表面以下会产生残余拉应力。这种热软化的材料称为过回火马氏体 (OTM)，也称为二次回火烧伤。通过微观结构分析，马氏体（OTM）由表层下的暗层表示。如果需要一个快速、简单且无损的检测方法，使用巴克豪森噪声分析仪既能检测二次硬化也能检测二次回火烧伤。巴克豪森噪声分析仪如何降低温度？如前所述，砂轮和工件相互作用产生的热量被工件吸收后会造成从表层到次表层区域的温度升高。降低砂轮的速度将减少摩擦，并可通过使用冷却液和进给率的正确配比来解决过热问题。

芬兰应力技术有限公司（stresstech oy）是一家专业研发和制造磨削烧伤检测仪和残余应力分析仪的无损检测设备公司。 stresstech oy公司的仪器主要用于监控关键部件的质量，例如凸轮轴，凸轮轴主要控制内燃机气缸的空气燃料混合物入口和排气提升阀。更好的燃油经济性和更低排放的趋势增加了凸轮轴制造中的质量控制要求。为了满足客户的质量要求，制造商试图消除磨削烧伤等问题，这些问题是零件表面温度引起的热损伤，引起硬度降低和残余拉应力，从而导致疲劳寿命缩短。为了提高磨削过程的可追溯性和可重复性，也需要有能够监控和判定磨削过程的质量控制方法。为了满足这种要求，一种非破坏性无损检测方法就成为了凸轮轴制造过程质量控制的至关重要方法。方法之一就是巴克豪森噪声检测仪。巴克豪森噪声法是一种微观检测方法，可以利用钢铁中磁化属性的不同，零件表面微观结构和残余应力的缺陷不同。巴克豪森噪声法对磨削过程中的变化非常敏感，很容易发现磨削烧伤引起的硬度降低和残余拉应力。该方法快速无损，即刻提供反馈信息。                                                                                                                                                                                        使用巴克豪森噪声法检测凸轮轴简单、快速，磨削产生的烧伤很容易被检测到，操作人员可根据巴克豪森噪声声反馈的情况优化磨床参数的设置。通过巴克豪森噪声法检测凸轮轴可通过定制的磨削烧伤检测仪随时进行检测，以满足客户的使用需求。凸轮轴磨削烧伤检测仪可根据生产需要集成到生产线中，仪器可以在检测期间以合格/不合格报警方式通知给操作员。camscan500c是一款自动化检测系统，可以快速、精确检测凸轮轴磨削烧伤和磨削质量控制。通过 easyscan软件对测量位置编程，camscan500c系统可实现对零件自动化旋转，easyscan软件实现了探头快速、准确运动确保了测量精度和有效性。camscan500c测量凸轮轴的外径表面通过 viewscan 软件来完成。viewscan软件可以很容易地以多种不同的形式查看测量结果：如数字、图形和三维曲面图。viewscan会记录测量的状态值并存储在统计文件中，以监测磨削过程，砂轮磨损或其他参数。camscan500c可以测量的凸轮轴最长为850mm，这个系统有两种不同的设计，一种是光幕帘式，另一种是柜门式。camscan500c系统可以进行定制以满足客户不同的检测指标。

对强度的影响：如果在高残余拉应力区中存在严重的缺陷，而焊件又在低于脆性转变温度下工作，则焊接残余应力将使静载强度降低。在循环应力作用下，如果在应力集中处存在着残余拉应力，则焊接残余拉应力将使焊件的疲劳强度降低。焊件的疲劳强度除与残余应力的大小有关外，还与焊件的应力集中系数应力循环特征系数[6][min]/[6][max]和循环应力的Z大值[6][max]有关其影响随应力集中系数的降低而减弱，随[6][min]/[6][max]的降低而加剧，随[6][max]的增加而减弱。当[6][max]接近于屈服强度时，残余应力的影响逐渐消失。对刚度的影响：焊接残余应力与外载引起的应力相叠加，可能使焊件局部提前屈服产生塑性变形。焊件的刚度会因此而降低。对受压焊件稳定性的影响：焊接杆件受压时，焊接残余应力与外载所引起的应力相叠加，可能使杆件局部屈服或使杆件局部失稳，杆件的整体稳定性将因此而降低。残余应力对稳定性的影响取决于杆件的几何形状和内应力分布。残余应力对非封闭截面（如工字形截面）杆件的影响比封闭截面（如箱形截面）的影响大。对加工精度的影响：焊接残余应力的存在对焊件的加工精度有不同程度的影响。焊件的刚度越小，加工量越大，对精度的影响也越大。对尺寸稳定性的影响：焊接残余应力随时间发生一定的变化，焊件的尺寸也随之变化。焊件的尺寸稳定性又受到残余应力稳定性的影响。对耐腐蚀性的影响：焊接残余应力和载荷应力一样也能导致应力腐蚀开裂。焊接残余应力对结构和构件的影响：焊接残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力，在构件服役过程中，和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加，使其产生二次变形和残余应力的重新分布，不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下，还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。

巴克豪森噪声（Barkhausen Noise）技术是由德国物理学教授巴克豪森于1919年发现的，其原理是铁磁性材料的磁学性能导致的物理性能的变化。上世纪七十年代，由Stresstech Oy 的科学家们开发研究，利用巴克豪森噪音（Barkhausen Noise）技术的仪器设备，利用铁磁性材料的磁学性能反应材料的内部围观组织的变化，比如硬度、应力。现在已广泛应用于齿轮、轴承、凸轮轴、曲轴等各种磨削零部件的质量检测上。   芬兰应力技术有限公司(Stresstech Oy)是开发研制巴克豪森磨削烧伤检测仪的生产厂，也因此项成果获1999年度获芬兰总统奖（芬兰z高的科技奖项）

零件或构件在加工以及材料在冶炼过程中不可避免地会产生一些缺陷，就会在在特定部位产生应力集中现象。当应力集中区的应力大于材料的强度极限时，就会导致机械构件首先在应力集中部位或附近发生断裂失效。（1）材料力学性能的影响通常，材料硬度越高，脆性越大，塑性和韧性越低，应力集中作用越强烈，其裂纹扩展速率也越大。（2）零件几何形状的影响许多零件由于结构上的需要或设计上的不合理，在结构上有尖锐的凸边、沟槽或缺口等，在加工或使用过程中，将在这些尖锐部位产生很大的应力集中而导致开裂。（3）零件应力状态的影响当材料质量合格、几何形状合理的情况下，裂纹起源的部位主要受零件应力状态的影响，此时，裂纹将在Z大应力处形成。例如，在单向弯曲疲劳时，疲劳裂纹一般起源于受力一边的应力Z大处；在双向弯曲疲劳时，疲劳裂纹一般起源于受力两边的应力Z大处；在齿轮齿面上的裂纹，一般起源于节圆附近；具有台阶的轴，承受扭转、弯曲、切应力的联合作用时，裂纹一般起源于Z大（危险）截面的台阶过渡处。在这些部位，应尽量避免人为的应力集中，如表面的加工缺陷、沟槽、台阶过渡处的不光滑等。（4）加工缺陷的影响由于零部件加工精度要求不高，或者没有按照图样要求加工，致使零件的实际应力集中系数比计算值高出许多，从而使实际应力加大，导致开裂失效。由于加工刀痕等加工缺陷存在，在零件以后的服役过程中，由刀痕引起的应力集中也往往导致裂纹的产生。对于焊接或铸造缺陷，如焊接接头的咬边、铸件的错缝等，也易引起应力集中，从而导致使用中的开裂。（5）装配、检验产生缺陷的影响设备和构件在安装过程中，如果不严格执行操作规范，就会产生不应有的安装缺陷，如构件表面的划伤、锤击坑等。在设备和构件的检验、维修中，也会造成应力集中，从而导致开裂。

根据国家放假安排和我公司具体情况以及疫情的要求，经公司决定，放假安排如下：2月6日至2月21日放假，2月22日（星期一）正式上班。请大家在假期内配合国家和各地疫情防控要求，做好个人保护，不扎堆、少聚集、勤洗手、带口罩，减少病毒的感染和传播。疫情防控，人人有责。为了您和更多人的健康，让我们都能以身作则，共同努力，共创平安和谐的新春佳节。 提前祝您和您的家人：平安、健康、快乐、幸福！

Xstress DR45残余应力分析仪是芬兰Stresstech Oy公司推出的一款新型 X射线残余应力分析仪，Xstress DR45比以往历代残余应力分析仪更快速、精度更高，提供的数据更可靠。 Xstress DR45的检测速度和准确性使残余应力测量方面大大超出了实验室范围，并进入了生产线。直观、简捷的界面的，全新支持软件与全新技术相结合，可提供无与伦比的工作效率。Xstress DR45残余应力分析仪可用于制造业快速测量，甚至适用于生产领域操作员易于使用的软件可用于频繁测量的模板Xstress DR45残余应力分析仪可用于实验室符合标准EN15305可进行多种计算，包括线性和椭圆回归，D?lle-Hauk，应力张量和主应力等功能。峰拟合功能包括互相关，抛物线，高斯，洛伦兹，修改的洛伦兹，中间洛伦兹，皮尔逊VII，伪Vogt，Voigt，质心，居中质心，重心滑动和中弦。可测量不同尺寸和形状的零件的巨大差异轻松快捷地更换X射线管Xstress DR45残余应力分析仪可用于现场快速组装，可在10分钟内使用衍射仪和Xstress MU的稳健设计可在不平坦的表面上进行测量；用磁脚固定在不同的位置。

焊接过程中，焊接接头区域受到不均匀的加热和冷却作用，而周围的母材金属则对焊接接头产生一定的刚性约束。焊接加热时，焊接接头区域不能自由的膨胀，焊后冷却过程中又不能自由收缩， 必然会产生焊接应力和焊接变形。当焊接加热时， 焊缝和附近区将产生压应力，而远离焊缝两侧会产生拉应力。当焊后冷却时， 焊缝和附近区将产生拉应力，远离焊缝两侧会产生压应力，图1 为熔合线附近区域材料热循环过程图。由于局部加热和随后的迅速冷却还将导致焊接接头处金相组织发生变化，产生相变应力，所以焊接残余应力为热应力( 主要为冷却应力)和相变应力的叠加。焊接残余应力是构件未受荷载时的应力，因而是自相平衡的内应力体系，即在任何截面上残余应力均有拉又有压，内力和内力矩平衡。在熔合线附近产生并残留较大拉应力，而在焊接线以外的部分产生并残留与之相平衡的压应力。拉应力在多数情况下将达到材料的屈服点， 导致焊接变形。压应力的峰值往往低于拉应力，同时在垂直于焊接线的方向上产生沿板厚方向变化的残余应力。该残余应力值在无拘束的场合比较小，但当垂直于焊接线方向上的收缩被拘束时，该值则增大，如果拘束很大就会在整个截面产生残余拉应力。残余应力对结构的脆性破坏、疲劳破坏、抗弯强度和应力腐蚀裂纹都有很大的影响。在焊接过程中由于应力分布的不平衡。将导致构件产生焊接变形在焊缝区、熔合线、过热区将形成晶粒粗大的树枝状组织和粗大魏氏组织。导致焊接材料产生硬化、脆化现象。使焊接结构在以后的延时或服役中产生严重的断裂破坏现象。

残余应力检测仪根据的是布拉格原理，使用X射线来测量残余应力和残余奥氏体。这是一种传统的方法，是测量铁素体钢Z理想的X射线衍射法，也适用于所有晶体材料（包括陶瓷）。汽车上使用的零部件大都经过各种冷热加工工序，由于这些加工方法在零件上产生组织变化或塑性变形，从而在工件中产生残余应力。残余应力作为一种在没有外载荷作用下的自平衡应力分布在材料或构件的内部，对其以后的再加工和使用性能等方面都会产生影响。残余应力检测仪的测量技术作为一种无损、快速、理论严谨的测量手段，适合汽车生产中残余应力的测量要求。一、测量涉及的汽车材料及零件涉及的材料：铁、铝、不锈钢、铜等涉及的零部件包括：钢板弹簧、齿轮、螺旋弹簧、轮毂轴、曲轴、连杆、气门弹簧、扭杆、焊接件、半轴、缸体等经过冷热加工处理或表面强化处理，对残余应力有特殊要求的零部件。二、测量涉及方法简介残余应力检测仪常规测量采用同倾法和侧倾法。对于粗晶材料和具有择优取向材料的测量采用ψ摇摆法、Ф摇摆法。同倾法：测定方向平面与扫描平面相重合的测定方法。衍射几何如下图所示。侧倾法：测定方向平面与扫描平面相垂直的测定方法。侧倾法的特点是测量方向与扫描平面垂直。测量方向： ψ角摆动方向即为应力测量方向。