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度性能,。這些新的和關鍵的馬 設備需要可靠的無損檢測技術,，以提供更準確的缺陷檢測,。

在所有的無損檢查方法中,，先進的超聲檢查(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。 常用和先進的材料,。材料微觀結(jié)構的變化影響材料的聲學性能,，導致材料的衰減、散射,、信噪比等變化,。熱處理 和機械工作(冷或熱)修改

材料的微觀結(jié)構。這提供了熱處理,、機械加工和超聲波檢測反應之間的關聯(lián),。

超聲檢測存在著與材料微觀結(jié)構有關的固有缺陷。微觀結(jié)構的變化會引起不同的超聲響應,。 衰減,，速度，散射,，信噪比,。此外，已有的熱處理和機械加工對材料微觀結(jié)構的改善也起著關鍵的作用,。因此一家公司 熱處理與超聲響應的變化之間往往存在一定的相關性,。

本文旨在對工業(yè)用各種材料的微觀結(jié)構變化的超聲響應變化進行*的研究,。樣本h 采用不同的熱處理周期對材料進行了熱處理，研究了材料的微觀結(jié)構變化與聲響應之間的關系,。進一步調(diào)查d 一是提高Paut和TOFD的可檢測性,。

關鍵字

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)量標準,，從而適合其預期的服務,。有幾個 用于體積檢測的無損檢測技術有：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,。 缺陷[1-2]我們知道，在許多因素中,，材料的微觀結(jié)構在影響超聲系統(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,。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 在實驗中，研究了不同熱處理方式對材料微觀結(jié)構的影響及其與Paut和TOFDs反應的相互作用,。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,，用光學發(fā)射光譜法對樣品進行了制備和分析，以確定樣品的等級,。 材料,。通過機械加工中插入SDH模擬人工間斷，得到POT和TOFD響應,。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)進行了詳細的冶金和聲學研究，并對paut和tofd的參數(shù)進行了幾次變化,。 了解這些參數(shù)與微結(jié)構變化的相關性以及優(yōu)化超聲響應的可能性,。

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)構和電源方面有著廣泛的應用,。 ?？颂厥沁x擇這種材料的主要原因。

2.2 用光學發(fā)射光譜法測定化學成分,，

確定了SA 516 Gr的物質(zhì)級,。70分析了DIM標準方樣品中的化學成分。 如表1所示,，尺寸為30x30毫米

表1.能譜法測定SA 516 Gr 70的化學成分

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行多次熱處理,，在試樣中產(chǎn)生微結(jié)構變化。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,。用校準的熱電偶和溫度記錄儀對熱處理參數(shù)進行監(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的力學性能發(fā)生變化,。 G：回復,、再結(jié)晶和晶粒長大。在個熱處理周期中,，進行亞臨界退火,，在隨后的兩個循環(huán)中，全退火隨著時間的增加而進行,。 在等待時間,。如表2所示的退火條件。

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,，對試樣進行切割和制備，進行顯微組織觀察和硬度測量,。

2.5.1 樣品制備

使用帶鋸機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行拋光，首先使用粗粒度,，然后使用細粒度,。后，在金剛石拋光機上使用金剛石懸浮液作為磨料進行拋光,。然后用2~（3~）nTi（98~3-乙醇-~（^）2~3-硝酸）對樣品進行刻蝕,。

2.5.2 顯微組織研究

使用光學顯微鏡在200倍放大的樣品進行了研究。微觀結(jié)構研究的結(jié)果如下：

a. 軋制條件

 圖3縱向方向（200倍）

 圖4橫向方向（200倍）

b. 熱處理后1（HT-1）

 圖5縱向方向（200倍）

 圖6橫向方向（200倍）

c. 熱處理后2（HT-2）

 圖7縱向方向（200倍）

 圖8橫向方向（200倍）

d. 熱處理后3（HT-3）

 圖9縱向方向（200倍）

圖10橫向方向（200倍）

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