精密機(jī)械領(lǐng)域中的尺寸穩(wěn)定性(國(guó)外稱之為尺寸不穩(wěn)定性，但二者并無(wú)本質(zhì)區(qū)別)問(wèn)題一般是指零件在恒定或非恒定環(huán)境下所發(fā)生的尺寸或形位微小不可逆的變化。結(jié)合工程實(shí)際，正航儀器（我公司專業(yè)生產(chǎn)各種環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，歡迎咨詢?。?duì)尺寸穩(wěn)定性做了如下定義：尺寸穩(wěn)定性是表示材料在熱處理與加工完畢后，在工作環(huán)境條件下不受外力作用或在低于彈性極限的應(yīng)力作用下抵抗變形的能力?？梢钥吹剑艠?shù)芳的定義涵蓋了負(fù)載和無(wú)負(fù)載的兩種情況。表1-5 為有負(fù)載條件下材料尺寸穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法。
一、尺寸穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法
對(duì)于材料無(wú)負(fù)載條件下的尺寸穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法主要有X 射線法和中子衍射法測(cè)試殘
余應(yīng)力、測(cè)量棒狀試樣尺寸隨時(shí)間變化、圓環(huán)開(kāi)口法以及冷熱沖擊實(shí)時(shí)檢測(cè)法。
(1)X射線法和中子衍射法測(cè)試殘余應(yīng)力 兩種方法都可以測(cè)試材料中的殘余應(yīng)力。由于中子源的穿透度大于X射線的穿透度，可用來(lái)測(cè)量深層應(yīng)力。但由于中子源的限制，中子衍射的方法尚不能普及。X射線的穿透能力有限，僅能測(cè)定材料表面的應(yīng)力。用測(cè)試殘余應(yīng)力的方法評(píng)價(jià)的尺寸穩(wěn)定性不夠，只是一種間接的推斷。
(2)采用測(cè)量棒狀試樣尺寸隨時(shí)間變化的評(píng)價(jià)方法 該法可以直觀地反應(yīng)材料的尺寸穩(wěn)定性，但也存在不足, 如測(cè)試周期長(zhǎng), 需一年以上的時(shí)間才能得出令人信服的結(jié)果, 另外棒狀試樣長(zhǎng)度變化一般在(1～2)×10-6數(shù)量級(jí), 要比較出不同尺寸穩(wěn)定化處理工藝的差別存在困難, 因此該法的可操作性較差。



(3)圓環(huán)開(kāi)口法 該方法通過(guò)測(cè)量圓環(huán)開(kāi)口后的即時(shí)尺寸變化量, 來(lái)比較材料中宏觀殘余應(yīng)力水平的高低。與棒狀試樣測(cè)量方法相比, 這種方法更好地模擬了實(shí)際零件的情況, 同時(shí)由于試樣形狀的原因，放大了尺寸的變化范圍, 因此對(duì)判定材料的尺寸穩(wěn)定性極為有效。實(shí)踐證明,這是一種反應(yīng)靈敏度高、行之有效的方法，但屬于一次破壞性的測(cè)試, 只能測(cè)量最終結(jié)果而不能反映試樣尺寸隨環(huán)境變化的全過(guò)程, 成本也較高。
(4)冷熱沖擊實(shí)時(shí)檢測(cè)法 不僅可以觀察出各工藝處理之后的材料在循環(huán)次數(shù)增加時(shí)其軸向尺寸的變化規(guī)律，而且還體現(xiàn)了固定循環(huán)次數(shù)時(shí)其尺寸變化的差別，由此可以評(píng)價(jià)材料在不同熱處理狀態(tài)下的尺寸穩(wěn)定性。由于熱循環(huán)條件較恒溫條件惡劣，這等于加速和放大了尺寸的變化, 從而突出了各工藝之間的差別。熱循環(huán)法在線檢測(cè)法可以方便、準(zhǔn)確地比較各工藝的優(yōu)劣，有效評(píng)價(jià)材料的尺寸穩(wěn)定性。
二、Gr(C)f/Mg復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性 
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，很多高精密儀表和零件不僅要求材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度，好的耐磨性和抗腐蝕性能，良好的尺寸穩(wěn)定性能已逐漸成為科學(xué)工作者追求的目標(biāo)。Gr(C)f /Mg復(fù)合材料由于具有近零膨脹系數(shù)、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性能。加上其具有低密度、優(yōu)異的機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn)，Gr(C)f/Mg復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
目前對(duì)Gr(C)f /Mg復(fù)合材料尺寸穩(wěn)定性研究的相關(guān)文獻(xiàn)較少。Y. D. Huang等人研究了短纖維增強(qiáng)AE42復(fù)合材料的熱疲勞性能，重點(diǎn)對(duì)熱循環(huán)前后尺寸和硬度的變化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，尺寸變化受熱循環(huán)試驗(yàn)條件和基體強(qiáng)度的影響，復(fù)合材料的硬度在熱循環(huán)后由于基體的變形和恢復(fù)而降低。M.Russell-Stevens等人研究了單向P100S/AZ91D復(fù)合材料在熱循環(huán)過(guò)程中熱膨脹行為，并建立了簡(jiǎn)單一維模型來(lái)預(yù)測(cè)C/Mg復(fù)合材料的熱應(yīng)變。纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料熱應(yīng)變的非線性和滯后性，在不考慮纖維體積分?jǐn)?shù)的影響下，通過(guò)熱處理和低溫處理是不能夠消除的。
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