Способ возбуждения калибровочных сигналов акустической эмиссии

 

Изобретение относится к области акустических измерений. Целью изобретения является повышение стабильности воспроизведения параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ) вследствие обеспечения постоянства фазового состава материала образца при многократном повторении прямого и обратного мартенситного превращений благодаря спетщальной обработке никелида титана. Образец из сплава Ti-51,0i ат.% Ni подвергают гомогенизирующему и стабилизирующему отжигам . Затем образец охлаждают и нагревают в температурном интервале прямого и обратного мартенситного превращения . Повторяя многократно циклы термического нагруженйя, сохраняют одинаковую скорость охлаждения и одинаковый температурный интервал. При обратном мартенситном превращении генерируются сигналы АЭ, параметры которых стабильны во времени. 2 ил. с & (Л с 00 ел СХ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 01 N 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4057171/25-28 (22) 16.04.86 (46) 07.12.87. Бюл. Ф 45 (71) Алтайский государственный университет (72) В.А.Плотников, Ю.И.Паскаль и Л.А.Монасевич (53) 620,179,16 (088.8) (56) Грешников В.А,, Дробот Ю,Б.

Акустическая эмиссия, М.: Иэд-во стандартов, 1976, с. 209-231.

Brown A,Е., Liptai R.G. Round

robin testing of. acoustic emission

source. Acoustic Emission ASTM STP

505. American socienty for testing

and Materials, 1972, р, 318-331, (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ КАЛИБРОВОЧНЫХ СИП1АЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ (57) Изобретение относится к области акустических измерений. Целью изобретения является повышение стабильности воспроизведения параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ) вследствие обеспечения постоянства фазового состава материала образца при многократном повторении прямого и обратного мартенситного превращений благодаря специальной обработке никелида титана, Образец иэ сплава

Ti — 51,0 ат.X Ni подвергают гомогенизирующему и стабилизирующему отжнгам. Затем образец охлаждают и нагревают в температурном интервале прямого и обратного мартенситного превращения. Повторяя многократно циклы термического нагружения, сохраняют одинаковую скорость охлаждения и одинаковый температурный интервал. При обратном мартенситном превращении генерируются сигналы АЭ, параметры которых стабильны во времени. 2 ил.

57831 2

l 13

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано при калибровке и градуировке приборов, используемых при неразрушающем контроле методом акустической эмиссии (АЭ).

Цель изобретения — повышение стабильности воспроизведения параметров сигналов АЭ за счет обеспечения постоянного фазового состава материала образца при многократном воспроизведении мартенситного превращения (МП). .На фиг.1 представлена блок-схема устройства для регистрации и анализа

АЭ, возникающей при реализации способа возбуждения калибровочных сигналов АЭ; на фиг.2 — график зависимос. ти среднего квадратичного напряжения на входе измерительной системы устройства для регистрации и анализа АЭ при осуществлении 10-го (а) и 40-го (б) термоциклов нагружения при реализации способа возбуждения калибровочных сигналов АЭ.

Способ возбуждения калибровочных сигналов АЭ заключается в следующем.

В качестве материала образца выбирают сплав Ti — 51,0 ат. Ni и подвергают его гомогенизирующему и стабилизирующему отжигам. Затем осуществляют термическое нагружение образца, в ходе которого образец охлаждают и направляют с одинаковой скоростью в одинаковом температурном интервале прямого и обратного МП. При каждом цикле термического нагружения обратное МП сопровождается генерированием .в образце сигналов АЭ со стабильными параметрами, которые используются в качестве калибровочных сигналов.

Устройство для регистрации и анализа АЭ содержит сосуд Дьюара 1, образец 2, пьезопреобраэователь 3 и волновод (не показан), осуществляющий акустический контакт пьезопреобраэователя 3 с образцом 2 и выполненный из специальной стали, не претерпевающей МП в рабочем диапазоне температур. Устройство также содержит последовательно электрически соединенные предварительный усилитель 4, основной усилитель 5, например типа

У2-8, работающий в селективном режиме на частоте 100+5 кГц, и линейный детектор 6, осуществляющий регистрацию среднеквадратичного напряжения.

Вход усилителя 4 соединен с выходом

55 пьезопреобразователя 3. Кроме того, устройство содержит интегратор 7 с порогом дискриминации 0,3 В, вход которого соединен ". выходом усилителя 5.

Способ возбуждения калибровочных сигналов АЭ осуществляется следующим образом.

Образец ? в виде пластины размером

20х5х0 5 мм из сплава Ti-51,0 ат. . о

Ni отжигают в вакууме при 850 С в течение 1 ч и закаливают. После гомогенизирующего отжига проводят стабио лизирующий отжиг при 600 С. Для этого образец 2 нагревают со скоростью

0,6 град/с до 600 С, выдерживают в течение 5-10 мин и охлаждают на воздухе. Поверхность образца 2 травят для снятия слоя, подвергшегося воздействию среды. Осуществляют акустический контакт пьезопреобразователя

3 с образцом 2 и опускают его в сосуд Дьюара 1, фиксируя его на определенном уровне относительно жидкого азота.

В результате происходит охлаждение образца до -100 С со скоростью, лимитируемой градиентом температур между образцом 2 и окружающей сре— дой. В ходе охлаждения при прямом

МП материал также запасается постоянным значением упругой энергии. Затем извлекают образец 2 из сосуда Дьюара

1 и нагревают его на воздухе до комнатной температуры со скоростью, также лимитируемой градиентом температур между образцом 2 и окружающей средой, При этом происходит обратное

KI сопровождаемое генерированием АЭ °

Сигналы АЭ поступают на пьезопреобразователь 3 и трансформируются им в электрические сигналы, усиляемые усилителями 4 и 5 с общим"коэффициентом усиления около 120дБ и регистрируемые детектором 6 и интенсиметром

7. Температура начала излучения АЭ лежит в пределах от -40 C до -30 С> а конец излучения АЭ наступает при достижении температуры ?О С .

Многократно повторяя циклы охлаждения-нагрева со скоростями, имеющими одинаковый закон изменения во времени в одинаковом температурном интервале, получают стабильное воспроизведение параметров сигналов АЭ.

Для 40 циклов получены среднее значение скорости счета> равное 13307 со стандартным отклонением G = 1548, 1357831

25

40 и среднее значение напряжения на входе усилителя 4, равное i 022 мкВ со стандартным отклонением S = 0,043

-(фиг ° 2), Полученные сигналы АЭ используют для калибровки пьезопреобразователя 3.

При термоциклировании материалов с эффектом памяти на основе никелида титана происходят прямые и обратные.

МП. Высокотемпературная Ааза, имеющая кристаллическую решетку типа

С С1 (кубическая (В2)=Ааза), претерпевает превращение В2 R - В19 (R — промежуточная ромбоэдрическая ! структура, В19 — моноклинный мартенсит). В сплаве Ti — 51 ат. Ni основным механизмом генерирования АЭ в отличие от сплава с другой концентрацией Ni является рассеивание при обратном МП упругой энергии, накопленной при прямом ИП, Для использования данного механизма необходимо стабилизировать структуру, т.е. связать часть никеля химическим путем, что достигается нагревом до температуры ниже, чем температура нижней границы гомогенности б25 С, но вполне достаточной, чтобы диффузорные процессы протекали более активно.

При стабилизирующем отжиге происходит выпадение второй фазы в виде частиц Ti

Сопровождающая обратное ИП АЭ имеет стабильные параметры, поскольку при прямом МП упругая энергия.в связи с постоянным Аазовым составом уже не меняется и запасается структурой строго постоянной величины.

Естественно строго постоянная энергия рассеивается и при обратном МП, причем в связи с тем, что межфазная граница при термоупругом МП исходя из особенностей кристаллографии двигается как вперед, так и назад по одному пути, Аорма кривых параметров

АЭ повторяется при многократных циклах даже в деталях.

После обработки сплав может выдержать большое .число циклов с сохранением постоянства АЭ. Однако, при многократном термоциклировании возможно некоторое накапливание нестабильности что связано с протеканием процессов типа ст йрения. В этом случае проводится еще один дополнительный стабилизирующий отжиг и образец вновь готов к возбуждению калибровочных сигналов АЭ.

Формула и з о б р е т ения

Способ возбуждения калибровочных сигналов акустической эмиссии, заключающийся в том, что осуществляют термическое нагружение образца в области мартенситного превращения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения стабильности воспроизведения параметров сигналов акустической эмиссии, выбирают в качестве материала образца сплав Ti-51,0 ат. Ni, до нагружения подвергают образец гомогенизирующему и стабилизирующему отжигам, а термическое нагружение образца осуществляют последовательными охлаждением и нагревом в температурном интервале прямого и обратного мартенситного превращения.

1357831

0,7

Составитель В,Гондаревский

Техред М.Ходанич Корректор JI,Пилипенко

Редактор П.Гереши

Заказ 5991/43 .Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, ч