Влияние зеренной структуры металлов на параметры распространения ультразвуковой волны Студент группы 0БМ21 Балданова И.Д. Руководитель: доцент к.т.н. Сыртанов М.С. Введение Цель работы: исследовать взаимосвязь, существующую между изменениями микроструктуры и ультразвуковыми параметрами в металлах. Задачи, поставленные для реализации цели: •Рассмотреть методы неразрушающего ультразвукового контроля; •Влияние микроструктуры на ультразвуковые параметры при фазовых превращениях в углеродистых сталях; •Влияние микроструктуры на ультразвуковые параметры при закалке сплавов с последующим старением; 2 Методы ультразвукового неразрушающего контроля Измерение коэффициента затухания импульсным методом Измерение скорости продольной волны и образцах времяпролетным методом (ВПМ) Измерение по амплитуде отраженной волны Измерение по времени распространения отраженной волны Рис. 1. Входные данные массива коэффициента затухания Рис. 2. Входные данные массива ВПМ 3 Влияние микроструктуры при фазовых превращениях в углеродистых сталях на ультразвуковые параметры Рис.3. Продольные (а) и поперечные (б) измерения ультразвуковой скорости для AISI 1045 (0,43–0,5% С), полученные в результате термическом обработки: закалка в воде (WQ) и в масле (OQ), нормализация (N) и отжиг (А) с охлаждением на открытом воздухе Рис.4. СЭМ-микрофотографии термообработанного AISI 4140 (0,4 % С): а мелкозернистый перлит-феррит, б крупнозернистый перлит-феррит 4 Влияние пластической деформации на скорость ультразвука в углеродистых сталях Рис. 5. Скорость ультразвука в зависимости от увеличения степени деформации для образцов: (1) упрочненных и нормализованных; (2) упрочненных и отожженных; (3) упрочненных; (4) упрочненных и закаленных. Рис. 6. Скорость ультразвука в зависимости от температуры отпуска для: (1) закаленных образцов; от степени деформации: (2) 25%; (3) 40%; (4) 60%; (5) 75% 5 Зависимость коэффициента затухания от микроструктурных изменений в сталях Рис. 8. Микроструктуры образцов стали 9Сr-1Mo, Рис.7. Изменение затухания ультразвука и размера зерна в зависимости от температуры выдержки в стали 9Сr- выдержанных при (a) 1073 K, (b) 1148 K, (c) 1273 K, (d) 1373 K, (e) 1473 K и (f) 1623 K в течение 5 мин 1Mo 6 Влияние закалки с последующим старением алюминиевых сплавов на ультразвуковые параметры Рис.9. Изменение продольной скорости со временем старения для алюминиевого сплава AA 2014 (Al-4,4Cu0,5Mg-0,9Si-0,8Mn) Рис.10. Изменение коэффициента затухания со временем старения для алюминиевого сплава AA 2014 (Al-4,4Cu-0,5Mg-0,9Si-0,8Mn) 7 Заключение Зависимость ультразвуковых параметров в сталях от микроструктуры: • Скорость ультразвука в основном определяется изменениями модуля упругости, который связан со степенью искажения решетки и разориентации в предшествующих аустенитных зернах; • Коэффициент затухания ультразвука связан с размером зерна и различными фазами в сталях. Зависимость ультразвуковых параметров в алюминиевых сплавах от микроструктуры: • Скорость ультразвука зависит от модуля упругости, который изменяется из-за выпадений упрочняющих фаз; • Коэффициент затухания зависит от размеров выпадений упрочняющих фаз, которые вызывают рассеяние ультразвуковой волны. 8 Спасибо за внимание!
