晶粒度的测定

[2018-10-23]


超声(Ultrasonic)波(是一种频率高于20000赫兹的声波)探伤中晶粒度的测定(Assessment)
    利用声波在固体中的衰减(attenuation)可以测定(Assessment)固体的平均晶粒度,以判断(judgment)材料(Material)性质。晶粒尺寸(size)(b)与超声(Ultrasonic)波(是一种频率高于20000赫兹的声波)长(入)可比拟时,超声能量(energy)在晶粒的界面上引起反射,而使传播(spread)的能量减小。波长愈小,衰减愈大。当波长与晶粒尺寸的比值(两数相比所得的值)大于3时,由散射而引起的衰减很小,但当波长与晶粒的比值小于10时,由扩散而引起的衰减相当大。晶粒度的测定,有以下几个方法(method)。
    1.反射次数法
    用探伤仪(detector)探测试(TestMeasure)块,以荧光屏上反射波次数的多少来确定其晶粒度。暗室红灯可以保证射线胶片在切装和冲洗处理过程中不被感光的前提下提供暗室照明探伤剂是无损检测技术中最简便而又有效的一种常用检测用段,它对危及金属、非金属材料制件寿命和压力容器安全的危险缺陷——如焊接裂缝、疲劳裂缝、应力腐蚀裂缝、磨削裂缝、淬火裂缝等表面开口性缺陷的检测具有显示灵敏、结论迅速、重复性和直观性好的独特优点。 
    表1为其中一种铜块在热处理(chǔ lǐ)时,退火(annealing)温度(temperature)不同,当探测频率(frequency)为5兆赫时,晶粒大小与反射波的关系。超声波探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪器,它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷(裂纹、疏松、气孔、夹杂等)的检测、定位、评估和诊断。既可以用于实验室,也可以用于工程现场。广泛应用在锅炉、压力容器、航天、航空、电力、石油、化工、海洋石油、管道、军工、船舶制造、汽车、机械制造、冶金、金属加工业、钢结构、铁路交通、核能电力、高校等行业。 观片灯顾名思义,采用的是半导体发光二极管(LED)作为发光的光源。LED观片灯与传统观片灯相比具有发光亮度高,寿命长,节能环保,抗震性好,发热低等优势。但是其较高的制造成本在一定程度上制约了其大范围的普及。目前在中高级医院,和高级无损检测单位使用比较多。
    图2为反射波次数与波长和晶粒的比值(两数相比所得的值)的关系。
    2.比较法
    以标准(biāo zhǔn)试块来比较其衰减(attenuation),图3所示
为测量(cè liáng)晶粒度的设备(shèbèi)。暗室红灯可以保证射线胶片在切装和冲洗处理过程中不被感光的前提下提供暗室照明试块直径约为37毫米的圆柱体。由于热处理(chǔ lǐ)温度(temperature)的变化,使铜的晶粒的平均直径约从0.025~0.150毫米之间。声能在水中及水和测试(TestMeasure)试块之间损失(loss)为一常数。测试时,先将试块放在水中,调整(Adjustment)放大器的增益(或衰减(attenuation)器)使荧光屏上的幅度为一定值,记下此时放大器的增益(或衰减当量(符号:δ))G1然后将同样形状(shape)的试块放在相同位置(position ),调节(adjust)放大器的增益〔或衰减器)使荧光屏上的波幅与前相同,记下此时放大器的增益(或衰减量)G2,则G2/G1即代表声波在试块中的衰减。图4及图5所示为用这种方法测量铜时的曲线(Curve)。
衰减(attenuation)与探伤的关系
    声波的扩散散射和吸收限制(limit)了探伤。纯吸收使声波的穿透能量(energy)及从缺陷(defect)或底部反射回的声波能量都减弱,不过这可由提高(发射能量及放大倍数或降低(reduce)探测频率(frequency)来补救,但是散射不仅使从缺陷及底部的反射波高度降低,在晶界面上亦产生许多晶粒反射波(杂波),不能用提高发射能量及放大倍数的方法(method)补救,因晶粒反射波也同时提高。因此,只能用降低频(Low frequency)率的方法。而频率的降低,就限制了探测小缺陷。而且声波的衰减(attenuation)与材料(Material)的性质及频率有关,晶粒愈粗,频率愈高,衰减愈大。

 


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