Способ контроля структуры материалов

 

Изобретение касается исследования свойств материалов ультразвуковых.колебаний и предназначено для контроля структуры металлов с большей степенью структурной неоднородности. Цель изобретения: повышение достоверности контроля металлов со структурной неоднородностью. Цель достигается тем, что ультразвуковые колебания вводят в контролируемый металл на резонансной частоте преобразователя, измеряют частоту, соответствующую максимальной амплитуде принятого сигнала, определяют разность этой частоты и резонансной частоты преобразователя и по ней, с учетом тарированных зависимостей, судят о величине з ерна контролируемого материала. 1 ил.

СО!03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (51)5 G 01. M 29/00, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900898/28 (22) 09,01.91 (46) 23.02,93. Бюл. N 7 (71) Научно-исследовательский институт конструкционных материалов и технологических процессов при МГТУ им. Н.З.Баумана (72) Н.П.Алешин, Н.Н,Волкова и А,B.Ìóëëèí (56) Химченко Н.В., Бобров В.А. Неразрушающий контроль вв химическом и нефтяном машиностроении. — M.: M а ш и н остр оение, 1978, с.75-82.

Алешин Н.П. и др. Методы акустического контроля металлов. — М.:Машиностроение, 1989, с.420. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение касается исследования свойств материалов с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний. а именно к определению структуры материалов и предназначено для контроля материалов с большой степенью структурной неоднородности, например, изделий из аустенитных сталей.

Известен способ контроля структуры материала по затуханию ультразвука. основанный на зависимости величины интенсивности УЗ-колебаний от среднего размера зерна, а именно основанный на сравнении отношения амплитуд эхо-сигналов, получаемых на эталонных образцах при различных частотах с отношением амплитуд эхо-сигналов, получаемых на тех же частотах на испытуемых изделиях.

Наиболее перспективным является способ контроля структуры путем исследования спектральных характеристик прошедших УЗ

„„5U „„1797035 А1 (57) Изобретение касается исследования свойств материалов ультразвуковых колебаний и предназначено для контроля структуры металлов с большей степенью структурной неоднородности, Цель изобретения: повышение достоверности контроля металлов со структурной неоднородностью.

Цель достигается тем, что ультразвуковые колебания вводят в контролируемый металл на резонансной частоте преобразователя, измеряют частоту, соответствующую максимальной амплитуде принятого сигнала, определяют разность этой частоты и резонансной частоты преобразователя и по ней, с учетом тарированных зависимостей, судят о величине зерна контролируемого материала. 1 ил. колебаний, дающий наиболее достоверную информацию о структуре.

Известен способ контроля структуры материала, основанный на спектральном исследовании донного сигнала. В исследуемый материал вводят широкополосный импульс

УЗ-колебаний, этим же преобразователем принимают эхо-сигнал и с помощью дефектоскопа-спектроскопа определяют изменение спектра донного сигнала, обусловленное разным затуханием различных частотных составляющих широкополосного импульса.

Основным недостатком указанного способа является то, что преобразователь с широкой полосой импульса излучения имеет низкую интенсивность УЗ-колебаний и не . может быть применим для контроля материалов с большой степенью структурной неоднородности из-за большого расстояния

УЗ-пучка в крупнозернистой структуре.

1797035

Целью изобретения является повышение достоверности контроля металлов со структурной неоднородностью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля структуры материалов, включающем введение в контролируемый материал ультразвуковых колебанИй и проведение спектрального анализа принятого сигнала, ультразвуковые колебания вводят на резонансной частоте преобразователя, . измеряют частоту, соответствующую максимальной частоте принятого сигнала, определяют разность этой частоты и резонансной частоты преобразователя и по ней, с учетом тарированных зависимостей, судят о величие зерна контролируемого материала.

Способ позволяет определять величину зерна в широком диапазоне от 300-1000 мкм.

На чертеже приведена структурная схе- 20 ма устройства, реализующего предлагаемый способ. устройство содержит излучающий преобразователь 1, который является резонансным, приемный преобразователь 2 (широкополосный), усилитель 3, дефектоскоп 4 и анализатор 5 спектра. Приемный преобразователь 2 выбирают с минимальным значением осцилляции амплитуды.

Изобретение выполняется следующим 30 образом.

Предварительно изготавливают образцы с различной структурой, определяют для каждого образца средний диаметр зерна, Далее в каждом образце возбуждают преоб- 35 разователем 1 ультразвуковые импульсы на резонансной частоте преобразователя, реФормула изобретения

Способ контроля структуры материалов, заключающийся в том, что.в контролируемый материал, с помощью преобразователя вводят ультразвуковые колебания, проводят спектральный анализ принятого сигнала, по результатам которого судят о структуре контролируемого материала, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения достовергистрируют приемным преобразователем 2 прошедшие через образец ультразвуковые импульсы. которые усиливаясь в усилителе

3, поступают далее в дефектоскоп 4 и анализатор 5 спектра. Измеряют максимальную амплитуду прошедшего сигнала в дефектоскопе 4 и при этой амплитуде измеряют частоту приема прошедшего сигнала в анализаторе 6. Затем определяют разницу между частотой излучения 4зп и частотой приема fnp ультразвуковых импульсов Л f = ban - fop. Строят зависимость между разницей частот (f n — fop.) и средним диаметром зерна. Далее в исследуемый материал вводят ультразвуковые импульсы на резонансной частоте преобразователя 1, принимают прошедшие сигналы преобразователем 2, усиливают и при максимальной амплитуде прошедшего сигнала измеряют частоту приема ультразвуковых импульсов. Затем определяют разницу между частотой излучения и приема, по которой в соответствии с ранее полученной зависимостью судят о размере зерна.

Пример, Из аустенитной стали—

12Х18Н10Т были изготовлены образцы со средним значением размера зерна 300, 500 и 800 мкм. Значения Л f соответственно составили 0,08; 0,3; 0,8 МГц. Была построена градуирОвочная кривая. Далее определя-: ли размер зерна в сварном шве и основном материале (сталь 12Х18Н10Т). Разница частот Лf на основном материале и шве составила соответственно 0 и 0,8 М Гц, что в соответствии с градуировочной кривой соответствует размеру зерна 200 и 800 мкм, ности контроля металлов со структурной неоднородностью, ультразвуковые колебания вводят на резонансной частоте преобразователя, измеряют частоту, соответствующую максимальной амплитуде принятого сигнала, определяют разность этой частоты и реэонансной частоты, преобразователя и по ней с учетом тарированных зависимостей, судят о величине зерна контролируемого материала, 1797035

Составитель А.Мулин

Техред М.Моргентал

Корректор О.Густи

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 650 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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