ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контроль структуры металлов из "Неразрушающий контроль Т3" Размер зерна - один из важных показателей качества кристаллических материалов (в частности, металлов), непосредственно влияющих на эксплуатационные характеристики ОК. Размер зерна определен ГОСТ 5639-65, как средний диаметр зерна, и оценивается в номерах шкалы (баллах) ГОСТа. Например, балл О соответствует среднему диаметру зерна О = 352 мкм, а балл 14 - Л = 2,7 мкм. Существуют также отрицательные баллы, например балл минус 3 соответствует О = 1 мм. [c.781] В некоторых материалах (железо, титан) могут происходить аллотропические превращения, т.е. изменение строения кристаллической решетки. В результате внутри первичного зерна появляются более мелкие вторичные кристаллиты. Понятие зерна в этом случае обычно относят к первичному зерну, но на свойства материала оказывает очень сильное влияние также и субструктура. Раздельное влияние первичного и вторичного зерна на распространение акустических волн пока достаточно полно не изучено, поэтому УЗ-методы в настоящее время применяют преимущественно для оценки структуры простых материалов, не имеющих субструктуры. [c.781] Измерение абсолютного значения коэффициента затухания довольно трудоемко, а погрешность измерения велика (10 % и более). При производственном контроле применяют относительные способы сравнительного измерения затухания в образцах и ОК. [c.781] Получил определенное распространение способ структурных коэффициентов [334], согласно которому на двух частотах измеряют амплитуды донных сигналов в ОК и образцах с известной структурой и одинаково хорошей обработкой поверхности Ка 2 мкм). Одну из частот (опорную) выбирают заведомо низкой, такой, чтобы затухание УЗ слабо зависело от структурных составляющих. На этой частоте приравнивают донные сигналы в образцах и ОК. Другие частоты (рабочие) соответствуют области максимального коэффициента рассеяния. [c.781] Отношения амплитуд сигналов, соответствующих рабочим и опорной частотам, называют структурными коэффициентами. Их определяют на ОК для различных рабочих частот и сравнивают со структурными коэффициентами, полученными на стандартных образцах. Используя частоты от 0,65 до 20 МГц, оценивают величину зерна в аустенитных сталях в диапазонах от 1 до 9 баллов. Погрешность определения величины зерна - 1 балл шкалы ГОСТ 5639-82. [c.781] Недопустима камневидная структура, возникающая при перегреве стали. При этой структуре зерна первичного аустенита (превратившегося при понижении температуры в перлит) окружены хрупкой оболочкой из неметаллов. Такая структура вызывает повышенное затухание УЗ на частоте 2,5 МГц и хорошо обнаруживается при сквозном прозвучивании [274]. [c.781] При контроле структуры тонкостенных труб и листов используют нормальные волны Лэмба. Определенную моду волны возбуждают и принимают раздельными преобразователями после прохождения через контролируемый участок изделия. При таком структурном анализе особенно сильно заметно влияние на вариацию коэффициента затухания разброса величин зерен. [c.782] Для контроля нитей и проволок в них возбуждают волны, распространяющиеся в стержнях [61]. Установлено влияние на ослабление УЗ степени натяжения нити, поэтому данный параметр стабилизируют. Ослабление УЗ в изделии сравнивают с ослаблением его в образцах. [c.782] Перспективный способ изучения структуры металла состоит в исследовании спектрального состава донного сигнала [235]. Изменение спектра широкополосного импульса в результате разного затухания различных частотных составляющих дает значительно большую информацию о структуре, чем контроль на одной частоте. [c.782] Предложен способ контроля средней величины зерна по структурной реверберации, поскольку, как отмечено в разд. [c.782] В институте ВАМ (Германия) [422, с. 3124] разработана иммерсионная установка для измерения затухания и обратного рассеяния (рис. 7.37). Измеряются коэффициенты затухания, рассеяния и поглощения. [c.782] В [425, с. 358/308] предложено использовать структурные шумы, полученные приемо-передающим преобразователем, как индикатор анизотропии изделия и рассчитывать по шумам коэффициент затухания. Поле, возникающее в результате рассеяния УЗ на кристаллитах (зернах) металла, зависит от величины зерен и их преимущественной ориентации. Исследуется многопроходная дуговая сварка аустенитных материалов. [c.782] На структуру сварного соединения влияют скорость движения электрода, форма подкладного кольца, электрические параметры процесса, форма разделки шва, распределение температур, направление застывания расплавленного металла. Знание коэффициентов затухания в соединении позволит выбрать оптимальные направления для контроля (см. разд. 5.1.3.1). [c.782] Как известно, затухание УЗ определяется совокупным действием двух механизмов поглощения и рассеяния. Рассеяние для частот 1. .. 20 МГц происходит преимущественно в рэлеевской области, где коэффициент рассеяния пропорционален четвертой степени частоты. Авторы предлагают формулу для расчета коэффициента затухания, исходя из структурных помех. Эффектом поглощения пренебрегают. [c.783] Экспериментальные исследования выполняли на толстых аустенитных сварных швах с V-образной разделкой. Металлографическими исследованиями установили наклон оси дендритов минус 27°. Расчет и эксперимент выполняли для поперечных волн, поэтому углы падения (в воде) ограничивали критическими значениями 15. .. 28°. При этом в стали углы ввода изменялись от 34 до 90° (рис. 7.38, а). Различали направления, совпадающее и не совпадающее с направлением дендритов. [c.783] По уровню помех для различных углов (36 реализаций для каждого угла с щагом 2°) рассчитаны значения коэффициентов затухания (рис. 7.38, б). Авторы не знают действительных величин коэффициентов затухания и считают эксперименты предварительными. [c.783] В [422, с. 990] изучали распределение величины зерен в углеродистой стали ультразвуковым спектральным методом и по магнитным шумам Баркгаузена. УЗ-исследования проводились на частоте около 10 МГц. С ростом величины зерен максимальная составляющая спектра смещалась в низкочастотную область, амплитуды уменьшались. [c.783] На рис. 7.39 показана корреляционная связь предела текучести стали сто,2 паропроводов от показаний прибора, измерявшего скорость методом синхрокольца. При повышении скорости время пробега импульса в ОК уменьшается, что регистрируется прибором. В статье предложена корреляционная зависимость прочности от скорости для целей производственного контроля. [c.784] Большой разброс данных делает такой контроль недостаточно надежным. Более перспективно постоянное слежение за изменением скорости звука на одном и том же участке паропровода. Кроме того, при эксплуатации паропровода со сниженной прочностью в нем будут возникать микротрещины, что приведет к понижению скорости. Это можно заметить при слежении за изменением скорости звука на одном и том же участке, но нельзя учесть при оценке прочности по скорости на различных участках. [c.784] При измерениях использовали РС-преобразователь поверхностных волн с расстоянием между излучателем и приемником 25 мм. Поверхностная УЗ-волна распространялась по образующей и огибающей поверхности исследуемых цилиндрических деталей. Обнаружили влияние на скорость УЗ структур, образующихся в результате перегрева сталей при закалке, и механических характеристик, изменяющихся при эксплуатации деталей. Наблюдались изменения скорости звука до 3 %. Отмечено резкое падение скорости при появлении трещин на поверхности деталей. Выявлено, что с ростом твердости поверхности колес скорость поверхностной акустической волны уменьшается. [c.784] Вернуться к основной статье