ちょっと、そこ！高精度鋳造業界のサプライヤーとして、私はあらゆる種類の課題や機会に対処してきました。私たちが頻繁に直面する重要な側面の 1 つは、高精度鋳造品の残留応力の測定です。それでは、この重要なタスクに使用されるメソッドについて詳しく見ていきましょう。
残留応力とは、応力の元の原因（機械加工、熱処理、鋳造など）が除去された後に材料内に残る応力です。高精度鋳造品の性能と耐久性に大きな影響を与える可能性があります。残留応力が適切に管理されないと、鋳造部品の亀裂、歪み、疲労寿命の低下につながる可能性があります。
X線回折(XRD)
残留応力を測定する最も一般的な方法の 1 つは X 線回折です。この技術は、材料に応力がかかると材料内の原子格子間隔が変化するという原理に基づいています。 X 線がサンプルに照射されると、格子内の原子によって回折されます。回折パターンを分析することで格子間隔を決定し、残留応力を計算できます。
XRD は非破壊的であるため、これは大きな利点です。表面および表面付近の両方の残留応力を測定するために使用できます。高精度の鋳造の場合、テストプロセス中に部品に損傷を与えたくないため、これは非常に役立ちます。たとえば、制作するときに、コンテナクレーンホイストリミット接続ブロック, XRD は、残留応力レベルが許容範囲内であることを確認するのに役立ち、ブロックがその機能を確実に実行できるようになります。
ただし、XRD にはいくつかの制限もあります。正確な測定には、比較的平らで滑らかな表面が必要です。また、この装置は非常に高価であり、訓練を受けたオペレーターが必要です。
超音波法
超音波法は残留応力を測定するもう 1 つの方法です。物質内の超音波の速度変化を測定することで機能します。材料に応力がかかると、超音波の速度が変化します。応力が加わった状態と応力が加わっていない状態での波の速度を比較することで、残留応力を計算できます。
この方法は非破壊的でもあり、表面応力と内部応力の両方の測定に使用できます。比較的高速で広い範囲をカバーできます。たとえば、ものづくりをするときに、鋼製精密鋳造部品超音波法を使用すると、部品全体の残留応力分布を迅速に評価できます。
しかし、超音波法は材料の微細構造に敏感です。微細構造の違いは波の速度に影響を与える可能性があり、測定誤差につながる可能性があります。
穴 - 穴あけ方法
穴あけ方法は半破壊的な技術です。これには、材料に小さな穴を開け、穴の周囲の残留応力の緩和を測定することが含まれます。ひずみゲージは通常、ひずみの変化を測定するために穴の近くの表面に取り付けられます。
この方法は比較的簡単で、コスト効率が高くなります。穴の周囲の局所領域の残留応力を正確に測定できます。たとえば、何かを扱っているとき、水ガラス鋳造エキゾーストシステムブラケット、穴 - ドリル法は、応力集中領域を理解するのに役立ちます。
ただし、半破壊工法のため、損傷を許さない部分には使用できません。また、測定の精度は、穴あけの品質とひずみゲージの適切な取り付けに依存します。
中性子回折
中性子回折は、材料内部の残留応力を測定するための強力な技術です。中性子は材料の奥まで浸透するため、鋳物内部の応力分布を測定できます。
この方法は非常に正確な結果を提供し、三次元の応力状態を測定できます。しかし、それには原子炉や核破砕中性子源などの中性子源が必要ですが、これらは高価で簡単にはアクセスできません。
渦電流方式
渦電流法は、交流磁場が導電性材料に印加されると渦電流が誘導されるという原理に基づいています。残留応力の存在は材料の導電性に影響を与える可能性があり、それが渦電流の分布にも影響を与えます。渦電流の変化を測定することで残留応力を推定することができます。
この方法は高速であり、オンライン検査に使用できます。表面および表面付近の残留応力の検出に適しています。ただし、これは主に導電性材料に適用され、表面状態の影響を受けやすくなります。
どの方法を選択するか?
残留応力測定法の選択は、いくつかの要因によって決まります。部品を非破壊的にテストする必要がある場合は、XRD、超音波、渦電流法が良い選択肢となります。内部応力を測定する必要がある場合は、中性子源の利用可能性によって制限されますが、中性子回折が最良の選択となる可能性があります。局所的な応力測定には、穴あけ法を使用できますが、部品への潜在的な損傷を考慮する必要があります。
高精度鋳造サプライヤーとして、当社はこれらの方法を組み合わせて製品の品質を確保しています。私たちは、鋳造品が正しいかどうかを確認したいと考えています。コンテナクレーンホイストリミット接続ブロック、鋼製精密鋳造部品、 または水ガラス鋳造エキゾーストシステムブラケット、最高の品質と性能基準を満たしています。
高精度鋳造の市場に参入されており、当社の製品と鋳造プロセスにおける残留応力管理についてさらに詳しく知りたい場合は、調達に関するディスカッションのためにお気軽にお問い合わせください。お客様の特定のニーズにどのようにお応えできるかについて、いつでも喜んでご相談させていただきます。
参考文献
- IC ノヤン、JB コーエン (1987)。残留応力: 回折による測定と解釈。シュプリンガーのサイエンス＆ビジネスメディア。
- ASTM E837 - 13a。穴による残留応力を決定するための標準試験方法 - 穴あけひずみ - ゲージ法。
- シャジャー、GS (2009)。残留応力を測定するための穴 - 穴あけ方法: 概要。工学設計のためのひずみ解析ジャーナル、44(5)、355 - 370。