PAUT和TOFD探傷響應(yīng)與各種材料微觀結(jié)構(gòu)變化的比較研究

發(fā)布日期：2018-10-17 瀏覽次數(shù)：6684

摘要

不斷變化的市場(chǎng)和不斷發(fā)展的電力部門(mén)不斷需要降低成本和減少大氣排放。這導(dǎo)致了世界范圍內(nèi)提高發(fā)電廠效率的動(dòng)力。 y從而減少排放，提高成本效益。這就要求材料具有更好的高溫和高強(qiáng)度性能。這些新的和關(guān)鍵的馬設(shè)備需要可靠的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，以提供更準(zhǔn)確的缺陷檢測(cè)。

在所有的無(wú)損檢查方法中，先進(jìn)的超聲檢查(paut和tofd)與常規(guī)的超聲檢查一樣，是可靠的體積檢查方法之一。常用和先進(jìn)的材料。材料微觀結(jié)構(gòu)的變化影響材料的聲學(xué)性能，導(dǎo)致材料的衰減、散射、信噪比等變化。熱處理和機(jī)械工作(冷或熱)修改

材料的微觀結(jié)構(gòu)。這提供了熱處理、機(jī)械加工和超聲波檢測(cè)反應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。

超聲檢測(cè)存在著與材料微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)的固有缺陷。微觀結(jié)構(gòu)的變化會(huì)引起不同的超聲響應(yīng)。衰減，速度，散射，信噪比。此外，已有的熱處理和機(jī)械加工對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)的改善也起著關(guān)鍵的作用。因此一家公司熱處理與超聲響應(yīng)的變化之間往往存在一定的相關(guān)性。

本文旨在對(duì)工業(yè)用各種材料的微觀結(jié)構(gòu)變化的超聲響應(yīng)變化進(jìn)行*的研究。樣本h 采用不同的熱處理周期對(duì)材料進(jìn)行了熱處理，研究了材料的微觀結(jié)構(gòu)變化與聲響應(yīng)之間的關(guān)系。進(jìn)一步調(diào)查d 一是提高Paut和TOFD的可檢測(cè)性。

關(guān)鍵字

超聲波檢測(cè)，相控陣超聲檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)，信噪比

1.介紹

NDT的主要目標(biāo)是檢測(cè)和描述組件中的缺陷，以確保組件符合所需的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而適合其預(yù)期的服務(wù)。有幾個(gè) 用于體積檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有：RT(射線檢測(cè))、UT(超聲檢測(cè))、POUT(相控陣超聲檢測(cè))、TOFD(飛行時(shí)間繞射)。然而， Paut、TOFD或兩者的結(jié)合在體積檢測(cè)中的應(yīng)用越來(lái)越多，因?yàn)樗哂卸喙δ苄?、成本效益和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。缺陷[1-2]我們知道，在許多因素中，材料的微觀結(jié)構(gòu)在影響超聲系統(tǒng)性能方面起著非常重要的作用。這也是一個(gè)*的事實(shí)。不同熱處理周期對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)有很大的影響。因此，熱處理、材料組織和性能等因素之間存在著密切的相互作用。 Paut，TOFD測(cè)試具有晶粒結(jié)構(gòu)的多晶材料會(huì)引起衰減和背向散射。顯著改變系統(tǒng)的超聲響應(yīng)。兩相鄰晶粒間的界面存在于多晶金屬中的晶界，會(huì)引起傳播的散射。超聲波引起的衰減和噪聲回波。有時(shí)，即使是噪音回波也可以強(qiáng)到足以掩蓋來(lái)自小指征的缺陷回聲[3]。

因此，更好地理解諸如熱處理、隨后的微結(jié)構(gòu)變化以及它如何影響測(cè)試性能等因素是無(wú)損檢測(cè)人員感興趣的問(wèn)題。這是我們的目標(biāo) 在實(shí)驗(yàn)中，研究了不同熱處理方式對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)的影響及其與Paut和TOFDs反應(yīng)的相互作用。本研究c 有助于了解各因素之間的相互作用，從而有助于設(shè)計(jì)更好的檢查制度[4]。

實(shí)驗(yàn)性研究

為本研究確定了一種普通低碳鋼板作為本工作的試件。首先，用光學(xué)發(fā)射光譜法對(duì)樣品進(jìn)行了制備和分析，以確定樣品的等級(jí)。材料。通過(guò)機(jī)械加工中插入SDH模擬人工間斷，得到POT和TOFD響應(yīng)。不同的熱處理周期試圖在mi中產(chǎn)生變化。并獲得晶粒大小的變化。每次熱處理后，在板內(nèi)進(jìn)行了詳細(xì)的冶金和聲學(xué)研究，并對(duì)paut和tofd的參數(shù)進(jìn)行了幾次變化。了解這些參數(shù)與微結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)性以及優(yōu)化超聲響應(yīng)的可能性。

2.1 材料，原料:

本研究選用的材料為普通低碳鋼(ASTM編號(hào)SA 516 Gr 70)，是在軋制條件下提供的。良好的可焊性，在結(jié)構(gòu)和電源方面有著廣泛的應(yīng)用。 ?？颂厥沁x擇這種材料的主要原因。

2.2 用光學(xué)發(fā)射光譜法測(cè)定化學(xué)成分，

確定了SA 516 Gr的物質(zhì)級(jí)。70分析了DIM標(biāo)準(zhǔn)方樣品中的化學(xué)成分。如表1所示，尺寸為30x30毫米

Element	Percentage (%)	Element	Percentage (%)
C	0.234	Mo	0.0076
Si	0.216	Ni	0.015
Mn	1.289	Cu	0.041
P	0.022	Al	0.042
S	0.019	As	0.0061
Cr	0.021	B	0.00042
Co	0.0055	Ti	0.0020
Nb	0.0023	V	0.0018
Sb	0.0040	W	0.014
Sn	0.0013	Zr	0.0012

表1.能譜法測(cè)定SA 516 Gr 70的化學(xué)成分

2.3 超聲研究用樣品的制備

采用直徑為1.5mm的SDHs和尺寸為290x145x25mm的1/4 T板作為超聲研究的人工反射器，為不同Bea的超聲研究提供了更多的通用性和相同的反射效果。 M角(T=板厚)。詳細(xì)的示意圖如下：

圖1.樣本的模式視圖

2.4 熱處理

該板材在不同階段進(jìn)行多次熱處理，在試樣中產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)變化。熱處理采用電阻線圈加熱，試樣w。在兩邊都有足夠的絕緣，以防止熱量損失和急劇的溫度梯度。用校準(zhǔn)的熱電偶和溫度記錄儀對(duì)熱處理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。INSI 用電容放電法將表面熱電偶和外表面熱電偶附加在樣品上。我們已采取足夠的措施，使樣本在隔熱的情況下冷卻，以維持溫度。緩慢冷卻速度。采用退火熱處理是因?yàn)樗ㄟ^(guò)三種不同的退火過(guò)程使材料的顯微組織和相應(yīng)的力學(xué)性能發(fā)生變化。 G：回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。在個(gè)熱處理周期中，進(jìn)行亞臨界退火，在隨后的兩個(gè)循環(huán)中，全退火隨著時(shí)間的增加而進(jìn)行。在等待時(shí)間。如表2所示的退火條件。

熱處理循環(huán)	熱處理類型	退火處理溫度（C）	浸泡時(shí)間（min）
HT-1	過(guò)程~2i亞臨界退火處理	650 ±10	180
HT-2	*退火	950 ±10	185
HT-3	*退火	950 ±10	370

表2.熱處理用退火條件

2.5 顯微組織調(diào)查與硬度測(cè)量

在軋制條件下，在每次退火處理之后，對(duì)試樣進(jìn)行切割和制備，進(jìn)行顯微組織觀察和硬度測(cè)量。

2.5.1 樣品制備

使用帶鋸機(jī)從板材上切割縱向和橫向的樣品，然后使用不同粒度的金剛砂紙對(duì)樣品進(jìn)行拋光，首先使用粗粒度，然后使用細(xì)粒度。后，在金剛石拋光機(jī)上使用金剛石懸浮液作為磨料進(jìn)行拋光。然后用2~（3~）nTi（98~3-乙醇-~（^）2~3-硝酸）對(duì)樣品進(jìn)行刻蝕。