一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块制造技术

为解决现有技术存在的问题，本实用新型专利技术提供了一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块，所述人工对比试块上加工有九组相互平行的竖通孔人工缺陷，每组孔的数量分别为1～9个不等，其中第1组设有一个通孔，往后每组分别比前一组多设置一个通孔；每组孔的分布规律为：在中心位置有一个孔，其余孔在直径为1

【技术实现步骤摘要】
一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块


[0001]本技术涉及超声无损检测领域，提供一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块。

技术介绍

[0002]各向同性热解石墨是一种优异的高性能机械密封材料和结构材料，因其具有良好的力学性能、自润滑性、密封性、耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性等优点，在航空航天和船舶等领域具有着重要的应用。在产品制备过程中，由于工艺条件的波动，材料的局部区域可能会出现夹杂、孔隙等缺陷，其中最常见的缺陷类型就是各向同性夹杂缺陷，他是一种疏松结构，会在一定程度上造成产品的力学性能下降，从而影响使用寿命。超声检测是检测出这类缺陷最为有效的方法，其原理是利用超声在传播过程中遇到疏松结构发生散射，从而造成底面反射回波的衰减的波形显示。
[0003]但并非所有的各向同性夹杂缺陷，均会导致各向同性热解石墨制件不能使用。评价各向同性热解石墨制件的主要性能指标是力学性能，对于一些重要应用领域，如航空航天和武器装备领域等，对各向同性热解石墨制件的力学性能指标要求较高，但一些民用领域，对力学性能指标的要求较低。若采用同一质量划分标准，则会在很大程度上，降低产品的利用率。

技术实现思路

[0004]为解决以上问题，本技术提供了一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块，采用该试块可对各向同性热解石墨质量进行分级评定，并通过划分出不同的质量等级来满足应用需求，同时也能够提高产品的利用率。
[0005]本技术技术方案如下：
[0006]一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块，其特征在于：
[0007]所述人工对比试块上加工有九组相互平行的竖通孔人工缺陷，每组孔的数量分别为1～9个不等，其中第1组设有一个通孔，往后每组分别比前一组多设置一个通孔；每组孔的分布规律为：在中心位置有一个孔，其余孔在直径为1
‑
4mm的同心圆上等距分布。
[0008]作为优选的技术方案：单个通孔的直径为
[0009]作为最佳技术方案：单个通孔的直径为0.3mm，同心圆直径为2mm。
[0010]利用本技术所述人工对比试块对各向同性热解石墨进行质量分级评定方法包括以下步骤：
[0011]步骤一、将检测探头与具备C扫描成像检测功能的水浸自动扫查机构相连，并将人工对比试块放置在水槽内，调节探头的水平度，使探头的声束轴线方向与人工对比试块表面垂直，上下移动探头，将检测水距调节到10mm～15mm范围内；
[0012]步骤二、将探头移动到人工对比试块上无缺陷位置，利用试块的一次底面回波和二次底面回波以及已知的对比试块厚度，校准材料声速；
[0013]步骤三、设置自动扫查参数，包括扫查和步进范围、速度，以及扫查和步进分辨率；
[0014]步骤四、保持水距不变，扫查人工对比试块，找到试块中单个通孔处的人工缺陷底面回波，前后左右移动探头，找到最低的底面回波，将此时的回波高度调节到波形显示满屏幕的80％，作为检测各向同性夹杂缺陷的灵敏度；
[0015]步骤五、保持检测灵敏度不变，重新扫查人工对比试块，并保存对比试块的检测数据；
[0016]步骤六、将探头移动到被检工件上方，调节探头与被检工件之间的水平度，并将水距调整为检测水距；
[0017]步骤七、设置闸门，使一闸门监测界面波，另一闸门设为界面波跟随模式，监测底波变化；
[0018]步骤八、调整扫查和步进范围，按照标定的灵敏度扫查工件，并保存工件的检测数据；
[0019]步骤九、在分析软件(如Tomoview)中打开人工对比试块的检测数据，根据验收的质量等级，测量出对比试块上该质量等级所对应孔的底波幅度B1，B2，B3……
；
[0020]步骤十、在分析软件(如Tomoview)中打开所检测工件的检测数据，将成像结果显示的色阶设置为阈值模式，每个阈值的数值与所要求的验收等级、也就是所对应孔的底波幅度B1，B2，B3……
相对应，使不同的质量等级显示为不同的颜色，最终由用户决定是否能够验收；
[0021]其中，所使用的检测探头频率为5～15MHz，探头类型为平探头、点聚焦探头或线聚焦探头；
[0022]所述各向同性夹杂缺陷是一种由炭黑夹杂和粗大孔隙共同构成的疏松结构，能够造成超声在工件底面反射回波的衰减；
[0023]本技术所述方法中，当探头分别放置在人工对比试块每组孔的上方时，所产生的底波衰减程度不同，该组孔的数量越多，衰减程度越大；将孔的数量作为横坐标、底波衰减作为纵坐标绘制出疏松度表征曲线，则该曲线存在线性变化规律；
[0024]本技术所述的质量等级共分为A、B、C和不合格四个等级，分别与人工对比试块上的第1、3、5组孔对应，当底波衰减小于等于第1组孔时，质量等级为A级；当底波衰减大于第1组孔但小于等于第3组孔时，质量等级为B级；当底波衰减大于第3组孔但小于等于第5组孔时，质量等级为C级；当底波衰减大于第5组孔时，质量等级为不合格。
[0025]本技术的优点在于：
[0026]本技术用数量不等的竖通孔来模拟不同程度的疏松程度，利用人工对比试块制作疏松度变化表征曲线，并测试不同疏松程度样品的力学性能指标，从而建立对比试块—疏松程度—产品质量之间的对应关系。最终参照人工对比试块，能够将各向同性夹杂缺陷划分出不同的质量等级，根据不同应用领域对石墨制件性能的不同要求，可以分别采用不同的质量等级，既能够保证在重要应用领域，如航空航天、武器装备等对石墨制件的严格质量要求，也能够满足在一些民用领域的使用需求，从而能够提高产品的利用率，提高了经济效益。
附图说明
[0027]图1质量分级评定用人工对比试块结构简图。
[0028]图2质量分级评定用人工对比试块俯视图。
具体实施方式
[0029]一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块，如图1、2所示，在人工对比试块上加工有九组相互平行的竖通孔人工缺陷，每组孔的数量分别为1～9个不等，其中第1组设有一个通孔，往后每组分别比前一组多设置一个通孔，单个通孔的直径为每组孔的分布规律为：在中心位置有一个孔，其余孔在直径为2mm的同心圆上等距分布；
[0030]利用上述人工对比试块对各向同性热解石墨分级评定，包括以下步骤：
[0031]步骤一、在检测准备阶段，需要调节探头平面和工件表面之间的水平面，保证超声声束在工件表面各个位置均有一致的检测灵敏度。将检测探头与具备C扫描成像检测功能的水浸自动扫查机构相连，并将人工对比试块放置在水槽内，调节探头的水平度，使探头的声束轴线方向与人工对比试块表面垂直，上下移动探头，将检测水距调节到10mm～15mm范围内；
[0032]步骤二、将探头移动到人工对比试块上无缺陷位置，利用超声检测仪器的校准功能，先用闸门框选试块的一次底面回波并输入试块厚度，再移动闸门位置，框选试块的二次底面回波，输入二倍的厚度，自动校准材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于各向同性热解石墨质量分级评定的人工对比试块，其特征在于：所述人工对比试块上加工有九组相互平行的竖通孔人工缺陷，每组孔的数量分别为1~9个，其中第1组设有一个通孔，往后每组分别比前一组多设置一个通孔；每组孔的分布规律为：在中心位置有一个孔，其余孔在直径为1
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【专利技术属性】
技术研发人员：廉德良，李莹，白朔，朱振国，华浩然，李通，张绪胜，魏天阳，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：新型
国别省市：