奧氏體不銹鋼組織超聲無(wú)損評(píng)價(jià)研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼是以鉻、鎳為主要合金元素，碳在γ相中的固溶體，它具有良好的耐腐蝕性和低溫韌性、強(qiáng)抗高溫蠕變能力、不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于制作要求良好綜合性能的設(shè)備和機(jī)件。在高溫環(huán)境中使用的部件，晶粒會(huì)不斷長(zhǎng)大，出現(xiàn)蠕變損傷，強(qiáng)度降低；在腐蝕環(huán)境中使用的部件，腐蝕介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致部件產(chǎn)生腐蝕。所以為了保證設(shè)備安全，必須進(jìn)行晶粒度測(cè)量和壁厚測(cè)量。金相法是常規(guī)測(cè)量晶粒尺寸的一種破壞性方法，工序多、周期長(zhǎng)，不適合在役設(shè)備檢測(cè)。本論文針對(duì)奧氏體不

2、銹鋼的單一奧氏體相特點(diǎn)，將任何聲速的變化歸因于晶粒度的變化，利用傳播速度和衰減這兩個(gè)材料超聲表征可測(cè)參量，研究奧氏體不銹鋼平均晶粒尺寸與超聲聲速和衰減之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)奧氏體不銹鋼組織的超聲無(wú)損評(píng)定，為在役奧氏體不銹鋼制件監(jiān)測(cè)提供一種無(wú)損、快速、全面的檢測(cè)手段。
　　本論文先從材料學(xué)和超聲學(xué)的角度對(duì)試樣材質(zhì)和尺寸進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，然后對(duì)0Cr18Ni9不銹鋼試樣進(jìn)行固溶處理（分空冷和水淬兩種冷卻情況）和金相試驗(yàn)，采用500mm測(cè)量網(wǎng)格

3、截點(diǎn)法測(cè)量試樣的平均晶粒尺寸，最后利用超聲聲速法、相對(duì)衰減法和頻譜分析法對(duì)試樣進(jìn)行晶粒尺寸超聲評(píng)價(jià)研究，并結(jié)合金相法建立奧氏體不銹鋼組織與超聲信號(hào)的關(guān)系。
　　結(jié)果表明：
　　（1）固溶溫度升高，或者同一固溶溫度下，增加保溫時(shí)間，晶粒尺寸增大；在其他條件一定時(shí)，水淬條件下晶粒尺寸長(zhǎng)大速度比空冷條件下的快。
　?。?）晶粒尺寸增大，聲速減小。水淬條件下奧氏體不銹鋼平均晶粒尺寸與超聲聲速呈一次指數(shù)衰減關(guān)系，空冷條件下呈線性

4、關(guān)系。
　?。?）對(duì)于不同晶粒尺寸的奧氏體不銹鋼，f一定時(shí)，晶粒愈粗大，組織愈不均勻，聲波衰減也愈大，且衰減系數(shù)和平均晶粒尺寸之間的關(guān)系符合三次多項(xiàng)式。
　?。?）奧氏體晶粒尺寸不同時(shí)，相鄰晶粒之間的聲阻抗不同，對(duì)超聲波的散射也不同。晶粒越大，散射越嚴(yán)重，回波頻譜的頻率隨晶粒尺寸的增大而降低，結(jié)構(gòu)噪聲頻譜的頻率隨晶粒尺寸的增大而增大。能譜點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)固溶溫度升高，或者同一固溶溫度下，增加保溫時(shí)間，固溶度增加，溶質(zhì)原子溶入溶劑使