钛合金薄片残余应力测试试验

钛合金零件的生产涉及多个程序，如压铸、热处理、机加工。每道工序都有可能产生残余应力，而残余应力会影响零件的寿命及精度。为了保证产品的可靠、安全，需要检测零件残余应力的分布，用以验证工艺，改进工艺，并确保产品的性能。

测试残余应力的方法有很多种，需要测试的钛合金零件是厚度非常薄的板材，因此采用盲孔法测量残余应力较为合适。以下是钛合金薄片残余应力测试试验过程。

残余应力测试仪器

仪器采用南京聚航科技有限公司的JHMK-L多点残余应力测量系统，非常适合小型零件测试，它可以多点测量，效率高，实时显示应力应变数值，实时录屏录像，自动实时生成应力应变释放曲线，测量曲线和视频回放，自动生成分布曲线和三维分布图，一键生成测量报告。

试验依据：《GBT 31310-2014 金属材料 残余应力测定 钻孔应变法》

残余应力测试方案

（1）测点位置选取

该测试需要测量钛合金薄片的残余应力分布情况。该薄片为矩形，测点选取四个角的其中两个进行测量，测点距边缘10mm，全部采用三轴应变花，示意如下图。

（2）钛合金薄片在贴片过程及后续过程容易受到影响，因此，将薄片通过胶带粘贴在铝合金板上，可以有效避免测试过程中零件的其他变形。

（3）应变片粘贴及连接：将各个测点位置进行打磨清洁，粘贴应变片及接线端子。

（4）线缆连接：完成贴片后，将应变片接入JHYC静态应变仪，查看数据。

（5）工件放置：在确认数据稳定正常后，将工件放置于L型支架平台上，调节XYZ轴对好中心后调节钻孔深度。

（6）开始测量：在测量前调零，待数值稳定后开始记录，然后钻孔，钻完孔后等待残余应力释放完成，稳定后停止数据采集。

测试结果及分析

所有测点一一测量完成后，在软件中使用高级分析进行多点残余应力分析，然后一键导出报告。测量结果如下：

从表上数据可以看出，钛合金薄片的残余应力水平比较接近。

结论

使用JHMK-L多点残余应力测量系统进行残余应力测试，实验方法简单，操作方便，软件功能丰富，快速得出可靠结果，L型支架十分适合小型零件的测量，XYZ三向自由调节能够快速进行对中测量。能够为钛合金零件后续加工工艺的改进提供依据。