[发明专利]一种粉末高温合金密度及孔隙率的超声评价方法

说明书

本发明属于无损检测领域，涉及一种粉末高温合金密度及孔隙率的超声评价方法。本发明建立了粉末高温合金密度与声速关系曲线、孔隙率与声速关系曲线，提出了利用声速评价粉末高温合金密度及孔隙率的方法，实现了粉末高温合金密度及孔隙率的超声无损评价。

技术领域

本发明是一种粉末高温合金密度及孔隙率的超声评价方法，属于无损检测领域。

背景技术

粉末高温合金在制备过程中需要经过雾化制粉、热等静压等过程，微观组织分析显示，粉末高温合金可能存在一定数量和尺寸的空隙，严重降低其塑性和疲劳寿命，粉末高温合金密度和孔隙率的无损评价方法对于其质量控制具有重要意义。现有的密度和孔隙率测量主要采用阿基米德排水法，需要取样进行检测，不能实现无损检测并且效率较低；

发明内容

本发明针对上述问题设计了一种粉末高温合金密度及孔隙率的超声评价方法，本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该方法的步骤是：

一种粉末高温合金密度及孔隙率的超声评价方法，该方法的步骤是：步骤 1.1利用游标卡尺或千分尺测量样品上两个平行平面的距离h；步骤1.2将探头连接到脉冲信号发生器或超声检测仪上；步骤1.3测量在上述两个平面之间传播的超声波的第n次底波与第n+i次底波的时间差t；步骤1.4利用声速和样品密度关系、声速和样品孔隙率的关系，计算样品的密度和孔隙率。

优选地，步骤1.1过程为样品要求及厚度测量，在样品上加工出两个相对的平行平面，利用游标卡尺或千分尺测量两个平行平面的距离h。

优选地，步骤1.2过程为采用脉冲信号发生器或超声检测仪，将脉冲信号发生器或超声检测仪的输出接口和同步接口通过同轴电缆分别与示波器的输入接口和同步接口连接；通过同轴电缆将探头接到脉冲信号发生器或超声检测仪的发射/接收接口；将探头安装在样品的一个平行平面上，采用机油或甘油良好耦合。

优选地，步骤1.2中探头为频率为1-25MHz的纵波直探头。

优选地，步骤1.2采用机油或甘油使样品与探头耦合。

优选地，步骤1.3测量传播时间并计算声速的过程为利用示波器测量出样品第n次底波的起始点与第n+i次底波的起始点的时间差或第n次底波峰值与第n+i次底波峰值的时间差或第n次底波第一次过门点与第n+i次底波第一次过门点的时间差t，样品声速v＝2h×i÷t。

优选地，步骤1.4中样品的密度为ρ＝-0.98×(2×i×h÷t)²+12.1×(2 ×i×h÷t)-29.1。

优选地，步骤1.4中样品的孔隙率p＝12×(2×i×h÷t)²-148×(2×i ×h÷t)+455.6。

本发明的优点和有益效果是：

本发明开发了一种粉末高温合金密度及孔隙率的超声评价方法，克服了粉末高温合金密度及孔隙率传统检测方法需要取样检测，不能实现无损检测的问题，给出了粉末高温合金密度及孔隙率的超声无损评价方法，有利于粉末高温合金的无损检测及质量控制；

附图说明

图1为声速-密度关系图；

图2为声速-孔隙率关系图。

具体实施方式

本发明的工作原理是：

超声波速度与材料的密度和孔隙率存在相关关系，一般情况下，材料密度越高声速越高，材料空隙率越高声速越低，本发明首先通过样品厚度和时间测量计算出声速，然后在前期试验基础上获得了粉末高温合金声速与密度关系曲线、声速与孔隙率关系曲线，通过测得的声速在上述曲线中查找获得样品密度和孔隙率。

实施例1