The invention discloses a correction method for evaluating the grain size of an ultrasonic material under the influence of ultrasonic stress, belonging to the technical field of ultrasonic nondestructive evaluation. This method is based on the ultrasonic energy attenuation in the sample analysis, double ultrasonic probe preparation distance constant, obtained samples with different grain sizes by way of heat treatment, and establish the calculation time difference between the ultrasonic signal and grain size difference between corresponding relation with ultrasonic elastic coefficient calculation and calibration experiment to establish the corresponding relationship coefficient and grain size the sonic elasticity, so as to realize the effect of stress correction time difference ultrasonic signal, a time difference correction value of the ultrasonic signal and the relationship between grain size difference, polynomial fitting function to obtain the stress correction formula based on ultrasonic evaluation of material grain size. The invention provides a nondestructive method for evaluating the grain size of materials, which not only solves the shortcomings of the traditional grain size evaluation method, but also has the advantages of fast, convenient, safety, etc..
【技术实现步骤摘要】
一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法
本专利技术属于超声波无损评价
,具体来说涉及的是一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法。
技术介绍
机械装备服役可靠性是保证和推动机械装备高效、安全融入市场循环的关键,因而机械装备服役可靠性的保证对推动机械装备在工业领域的应用就显得极为重要。目前,机械装备服役可靠性的评价多是采用间接方法进行。相关研究表明,对影响机械装备服役可靠性的因素进行评价是实现其服役可靠性保证的一种行之有效途径。结合目前研究可知,影响机械装备服役可靠性的因素众多,机械装备材料的晶粒尺寸是影响其服役可靠性的重要因素之一,为此国内外学者对其进行了大量实验与理论研究,但主要集中于晶粒尺寸细化的相关研究,如:①采用物理或化学方法提高质点形核率,通过细化晶粒尺寸提高机械装备的服役可靠性;②通过晶粒尺寸变化改善脆性化合物在组织中的分布状态,提高机械装备的服役可靠性。上述方法虽可在一定程度上提高机械装备的服役可靠性,但并未实现材料晶粒尺寸的直接评价,因而对机械装备的服役安全带来一定隐患。目前,材料晶粒尺寸的评价主要指晶粒平均尺寸的评价,其评价方法可分为无损法与有损法两类。有损法是在破坏机械装备完整性基础上实现晶粒尺寸的评价,如金相法。该类方法虽可实现晶粒尺寸的评价,但属于小样品抽样检测范畴,因而对机械装备服役安全带来一定隐患,且该类方法不能实现晶粒尺寸的快速、在线评价,这也在一定程度上限制了该类方法在工业领域的推广应用;无损法以保证机械装备完整性为前提,通过对其电、声、磁等信号分析,提取并建立晶粒尺寸与其特征参量间关联而实现晶粒尺寸 ...
【技术保护点】
一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)选定待评价金属材料试样,制备参考试样,基于试样元素成分分析,通过合金相图制定并优化热处理工艺,进而获得不同晶粒尺寸的试样,并分别标记为S1‑S6;(2)改变超声波中心频率,并建立不同中心频率时S1‑S6试样超声波接收信号幅值与超声波传播距离间的对应关系,进而优化超声波探头中心频率及其传播距离,制作传播距离固定不变的双超声波探头;(3)依次采集S1‑S6试样与参考试样的超声波信号,并定义参考试样超声波信号为参考信号,分别计算S1‑S6试样超声波信号与参考信号间的时间差,且测量S1‑S6试样与参考试样晶粒尺寸间差;(4)测量待评价试样的应力值,对应力影响超声波信号间时间差进行修正,具体步骤如下:i.结合静载拉伸实验测量参考试样的静载拉伸力学性能;ii.以参考试样弹性应力极限作为最高加载应力,设定加载程序,结合静载拉伸标定实验,采集并计算各应力时参考试样超声波信号间时间差,进而建立超声波信号间时间差与应力间对应关系;iii.采用线性函数对超声波信号间时间差与应力结果进行拟合,得到参考试样的超声波声弹性公式;iv ...
【技术特征摘要】
1.一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)选定待评价金属材料试样,制备参考试样,基于试样元素成分分析,通过合金相图制定并优化热处理工艺,进而获得不同晶粒尺寸的试样,并分别标记为S1-S6;(2)改变超声波中心频率,并建立不同中心频率时S1-S6试样超声波接收信号幅值与超声波传播距离间的对应关系,进而优化超声波探头中心频率及其传播距离,制作传播距离固定不变的双超声波探头;(3)依次采集S1-S6试样与参考试样的超声波信号,并定义参考试样超声波信号为参考信号,分别计算S1-S6试样超声波信号与参考信号间的时间差,且测量S1-S6试样与参考试样晶粒尺寸间差;(4)测量待评价试样的应力值,对应力影响超声波信号间时间差进行修正,具体步骤如下:i.结合静载拉伸实验测量参考试样的静载拉伸力学性能;ii.以参考试样弹性应力极限作为最高加载应力,设定加载程序,结合静载拉伸标定实验,采集并计算各应力时参考试样超声波信号间时间差,进而建立超声波信号间时间差与应力间对应关系;iii.采用线性函数对超声波信号间时间差与应力结果进行拟合,得到参考试样的超声波声弹性公式;iv.测量待评价试样与参考试样间的应力差,通过参考试样的超声波声弹性公式计算该应力差引起的超声波信号间时间差,进而对步骤(3)中超声波信号间时间差进行修正;(5)采用拟合函数对步骤(3)中超声波信号间时间差修正值与晶粒尺寸差值进行拟合,获得超声波信号间时间差修正值与晶粒尺寸差间得关系式;(6)采集待评价金属材料的超声波信号,计算其与参考信号间的时间差,并代入式步骤(5)中拟合公式计算晶粒...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘彬,李继明,吴绪磊,李瑞峰,王凤江,
申请(专利权)人:江苏科技大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。