65锰钢板热处理是重要的金属热加工工艺,通过改变金属材料表面或内部的微观***结构来控制其性能,热处理工艺的不同将直接导致金属性能的不同,热处理工艺的正确与否直接决定金属的使用情况,因此,如何快速准确的评价热处理效果,并对不同热处理方式下金属在使用过程中的损伤情况进行有效的评价,具有重要的理论和实际工程意义。65Mn钢是工业生产中常用的一种弹簧钢,具有良好的韧性和塑性。因使用要求的不同,常对其进行不同的热处理,65Mn弹簧钢常采用的热处理方式为淬火加回火。热处理后的65Mn弹簧钢晶体结构和力学性能会发生改变。为了保证钢材的完整性,我们选用无损检测的方法对其进行研究。本文的目的是将热处理效果与超声传播特性结合起来,以65Mn钢为研究对象,围绕热处理实验进行展开,分析不同热处理试件加载不同次数后,试件的非线性变化,并对其性能的好坏进行评价。本文主要研究内容如下:(1)就一种常见的无损检测方法——超声检测,对超声传播进行了简单介绍,主要包括超声波在钢结构中的反射、散射、衰减等传播特性。(2)介绍了一种可以评价不同热处理方式对试件影响的固体材料非线性超声理论。(3)对65Mn钢的不同热处理试件,分别进行了不疲劳加载、100000次疲劳加载和250000次疲劳加载实验。并对不同热处理、相同加载次数的试件,进行了波形图、功率谱图和FFT幅频图比较。得出了不同幅值、塑性及韧性等性能的变化。(4)对各个试件经快速傅里叶变换得到的基波幅值和二次谐波幅值进行比较,证明了非线性超声理论的可行性,并且提出了一套利用非线性超声无损检测技术,对65Mn试件热处理性能评价的理论。碟形弹簧的应力松弛难以用常规方法进行测量,探索碟形弹簧应力松弛的测试方法并对碟形弹簧长期服役后因应力松弛导致的失效进行预测是个实用价值很高的课题。本文自行研制了两套弹簧应力松弛测试装置,分别利用两套装置对油淬火-回火65Mn钢碟形弹簧的应力松弛和片材弯曲应力松弛进行了测试。通过对不同温度、初载荷下的片材弯曲应力松弛进行研究,结果表明,油淬火-回火65Mn钢的弯曲应力松弛是个热***过程,其表观***能随时间逐渐增大,约为0.24~0.63eV;利用TEM对应力松弛试验前后材料的微观结构进行了观察,结果表明,应力松弛过程中材料内部形成了一种条带结构,并观察到位错的缠结与塞积;利用不同温度回火后的材料进行片材弯曲应力松弛试验,结果表明油淬火65Mn钢在400℃回火时材料的松弛抗力***佳。由于尺寸较小、刚度较大,碟簧的应力松弛只能采取在线连续测试,从而根据应力松弛曲线和加速外推法预测其长期服役后的应力松弛失效情况。在25℃(工作温度)~200℃下进行碟簧的应力松弛试验,利用加速外推法计算碟簧服役12年后的负荷损失率为2.38%;利用直接外推法计算的结果为2.50%,二者较接近,由此说明本试验所用加速外推法有一定的可行性。试验数据的误差不超过0.182%,利用自行研制的弹簧应力松弛测试装置进行应力松弛试验,试验精度较高。)