题目：疲劳早期损伤的无损检测技术研究

疲劳破坏是发生在机械工程领域中的一类十分普遍的物理现象。工程应用中许多关键设备，如压力容器、起重机械等，都不同程度地受到疲劳破坏的威胁。传统的无损检测方法，通过对设备和构件的检测，可以有效地发现已发展成形的宏观缺陷，但对于材料的疲劳早期损伤，难以做到有效的诊断和评价。因此，如何更早、更准确地检测出构件中难于发现的损伤状况，是预估其有效寿命，避免严重累积损伤和重大事故，同时延长其服务时间，降低成本的关键问题，这已成为现代工业技术中具有重要现实意义的课题。本文对比了各种常规无损检测技术的特点，总结了目前国内外各种无损检测方法在疲劳损伤检测中的研究现状。与其他方法相比，涡流阵列检测技术具有容易实施，检测速度快，对表面及近表面缺陷非常敏感，无需除去表面涂层等优点。材料的疲劳损伤会引起金属材料微观塑性变形以及显微组织结构的变化，而金属材料的电磁性能与其显微组织和应力状态有着密切的关系。因此，本文采用加拿大R/D Tech公司的OmniScan涡流阵列检测仪器，以我国压力容器制造业中广泛使用的16MnR钢板为对象，研究其疲劳损伤特性，对于研究压力容器疲劳失效具有普遍的指导意义。1.对热轧状态16MnR钢疲劳早期损伤进行检测试验研究，结果表明热轧16MnR钢的疲劳损伤可以分为减速增长、线性增长和加速增长三个阶段；提出滑移线密度作为疲劳损伤表征参量；疲劳应力水平影响滑移线密度饱和值及饱和时间。2.在正火状态16MnR钢的疲劳早期损伤检测研究中，发现铁素体晶粒的晶体取向影响滑移线的出现行为；疲劳短裂纹萌生于铁素体晶内的滑移带；短裂纹发展初期的裂纹路径以穿晶形式为主；根据金属材料损伤与材料物理性能的关系，研究了低周疲劳循环累积损伤情况与涡流阵列检测信号之间的关系。