鎂合金材料不連續(xù)性缺陷的超聲探傷研究.pdf

1、金屬材料內(nèi)部存在裂紋、夾雜、氣孔、疏松等不同類型的組織缺陷，超聲探傷是金屬材料內(nèi)部不連續(xù)性缺陷檢測的有效而便捷的方法。鎂合金材料因其熔體易氧化燃燒、凈化困難以及塑性變形能力差等原因，造成其鑄造與變形材料的不連續(xù)性缺陷問題嚴(yán)重，其缺陷檢測成為鎂合金材料生產(chǎn)與應(yīng)用中十分重要的問題。因而，有必要對(duì)鎂合金產(chǎn)品進(jìn)行無損檢測，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和使用過程中安全無隱患，還可以將檢測的結(jié)果反饋回生產(chǎn)階段，幫助完善產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程，提高生產(chǎn)效率。

2、　　超聲相控陣檢測技術(shù)作為一種新型超聲波探傷技術(shù)，由于其檢測精度、檢測靈敏度、檢測效率成倍提高，缺陷顯示方式更加直觀，能對(duì)復(fù)雜形狀工件進(jìn)行檢測等優(yōu)點(diǎn)而在醫(yī)療、工業(yè)無損檢測等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，但其在鎂合金檢測中的應(yīng)用剛起步，對(duì)于鎂合金中缺陷的定量和定性尚缺乏系統(tǒng)深入的研究。增益補(bǔ)償量是確定缺陷尺寸的關(guān)鍵參數(shù)，因此本文以AZ80和AZ31兩種鎂合金為研究對(duì)象，通過研究鎂合金材料組織狀態(tài)及其缺陷位置、缺陷尺寸、缺陷交叉作用、材料邊界效

3、應(yīng)等對(duì)增益補(bǔ)償量的影響規(guī)律，明確不同材料、不同狀態(tài)鎂合金材料中缺陷尺寸準(zhǔn)確判定的檢測方法，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)缺陷埋深H不同，設(shè)備所需補(bǔ)償?shù)脑鲆嬷礕不同。兩者呈嚴(yán)格線性關(guān)系，即G=k1·H+b1（ki＞0），b1是反映材料種類的本征補(bǔ)償量，對(duì)AZ80和AZ31鎂合金其值分別約為13和11;k1是反映材料的晶粒尺寸及取向等組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的補(bǔ)償量，鑄造材料因具有較粗大的晶粒而比軋態(tài)材料具有更大的k1值。
　　(2)對(duì)靠近

4、材料自由表面附近的缺陷的檢測表明，邊界對(duì)增益補(bǔ)償有明顯影響。為排除邊界效應(yīng)的影響，應(yīng)適當(dāng)減小增益補(bǔ)償1-3dB。當(dāng)缺陷距離較近或出現(xiàn)疊加時(shí)，鄰近缺陷間會(huì)對(duì)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生干擾。
　　(3)缺陷尺寸D不同，設(shè)備所需補(bǔ)償?shù)脑鲆嬷礕也不同。兩者也呈嚴(yán)格線性關(guān)系，即G=k2·D+b2(k2＜0)，b2是反映缺陷埋深的特征補(bǔ)償量，隨缺陷埋藏深度的增加而增大;k2是反映增益補(bǔ)償量對(duì)缺陷尺寸的敏感性指數(shù)，缺陷距離檢測面越遠(yuǎn)，該敏感性指數(shù)越大

5、，即尺寸差別導(dǎo)致的增益補(bǔ)償量的變化越大。
　　(4)當(dāng)缺陷取向與檢測面呈正交關(guān)系時(shí)，缺陷埋深越大，設(shè)備所需增益補(bǔ)償值也越大，但不呈線性關(guān)系。當(dāng)缺陷埋深較小時(shí)，增益補(bǔ)償對(duì)缺陷尺寸的敏感性大。
　　(5)通過對(duì)AZ80和AZ31比較表明，缺陷埋深、邊界距離、缺陷交叉作用等因素對(duì)增益補(bǔ)償量的影響遵循相似的規(guī)律，但因合金材料不同導(dǎo)致的超聲衰減不同，所需補(bǔ)償?shù)慕^對(duì)值有所不同。針對(duì)本實(shí)驗(yàn)所用材料，鑄態(tài)時(shí)AZ31因具有較小的晶粒尺寸而需較