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)：6245

摘要

不斷變化的市場和不斷發(fā)展的電力部門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)備需要可靠的無損檢測技術(shù)，以提供更準(zhǔn)確的缺陷檢測。

在所有的無損檢查方法中，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反應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)。

超聲檢測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的可檢測性。

關(guān)鍵字

超聲波檢測，相控陣超聲檢測，無損檢測，信噪比

1.介紹

NDT的主要目標(biāo)是檢測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)。有幾個用于體積檢測的無損檢測技術(shù)有：RT(射線檢測)、UT(超聲檢測)、POUT(相控陣超聲檢測)、TOFD(飛行時間繞射)。然而， Paut、TOFD或兩者的結(jié)合在體積檢測中的應(yīng)用越來越多，因為它具有多功能性、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*的事實。不同熱處理周期對材料的微觀結(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測試具有晶粒結(jié)構(gòu)的多晶材料會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，會引起傳播的散射。超聲波引起的衰減和噪聲回波。有時，即使是噪音回波也可以強(qiáng)到足以掩蓋來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試性能等因素是無損檢測人員感興趣的問題。這是我們的目標(biāo) 在實驗中，研究了不同熱處理方式對材料微觀結(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)計更好的檢查制度[4]。

實驗性研究

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)射光譜法對樣品進(jìn)行了制備和分析，以確定樣品的等級。材料。通過機(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)射光譜法測定化學(xué)成分，

確定了SA 516 Gr的物質(zhì)級。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熱處理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。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為它通過三種不同的退火過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)晶和晶粒長大。在個熱處理周期中，進(jìn)行亞臨界退火，在隨后的兩個循環(huán)中，全退火隨著時間的增加而進(jìn)行。在等待時間。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）	浸泡時間（min）
HT-1	過程~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)查與硬度測量

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

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）對樣品進(jìn)行刻蝕。