[发明专利]一种用于SiCp/Al复合材料缺陷超声精准定量检测的模拟试块

说明书

本发明的目的在于提供一种用于SiCp/Al复合材料缺陷超声精确定量的模拟试块及其应用，用于检测铝基复合材料，所述模拟试块包括本体、平底孔和填充物，其中：所述本体呈等宽阶梯状，包括3个以上阶梯，且每个阶梯均设有孔径相同的平底孔，在中间的阶梯上并列设有三个平底孔，其中一个平底孔不填充材料，另两个平底孔分别填充不同的填充物，所述填充物分别为Al柱和SiCp/Al复合材料。该模拟试块对于SiCp/Al复合材料中特有的缺陷类型(SiCp团聚、偏析、Al线)检测效果良好。

技术领域

本发明涉及SiCp增强铝基复合材料模拟试块，特别提供一种用于SiCp/Al复合材料缺陷超声精准定量检测的模拟试块及其应用。

背景技术

SiCp颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具有高比强度、比刚度、良好的韧性和良好的尺寸稳定性等优异的特点，应用于航空航天领域的关键部件。SiCp/Al复合材料在制备过程中，由于工艺等原因，偶发性在工件中产生气孔、夹杂、裂纹和SiCp分布不均匀(SiCp团聚、偏析、Al线)缺陷，不同类型缺陷将对产品质量造成不同程度的影响，特别是对材料的疲劳性能影响较大，严重影响材料在服役过程中的安全稳定性，甚至导致材料在服役中失效，造成灾难性后果。因此，高效、准确的判定缺陷当量尺寸和缺陷的性质，辅助科研人员实验研究，从源头上消除材料中的缺陷，助力科研产品的工程化应用，具有重大的工程意义。

传统材料检测的方法是通过破坏材料实现的，存在操作复杂，耗费材料，检测周期长，检测范围受限等缺点。无损检测方法是解决上述问题的有效途径，而在无损检测中，超声检测是一种能够检测大型坯料内部缺陷的有效方法，且具有检测效率高，重复性强，成本低等特点，应用于铝基复合材料的检测。

目前，超声波检测参照GJB1580A-2004《变形金属超声检测方法》检测标准执行，所采用的传统试块对裂纹、夹杂和孔洞类缺陷检测效果良好，但由于SiCp/Al复合材料中特有的缺陷类型(SiCp团聚、偏析、Al线)，其回波反射率远低于平底孔的回波反射率，因此在检测合格产品中仍存在较大Al线缺陷及SiCp团聚缺陷。这种铝基复合材料中特有的缺陷类型，无法借用传统试块进行检测。

杨必成等人在发明专利“用于超声检测复合材料组织均匀的对比试块及制备方法”(公开号为CN108120771A)中，发明了用于观察组织均匀性的模拟试块。田晓风等人在发明专利“一种颗粒增强铝基复合材料品质一致性的超声波快速检测方法”(公开号为CN101435798A)中，发明了通过超声声速变化的情况辨别组织的均匀性，品质一致性的评价手段。杨平华等人在发明专利“颗粒增强金属基复合材料中增强体含量的无损测量方法”(公开号为CN 109212039A)中，发明了一种通过声速成像的方式辨别复合材料中增强体含量的方法。然而，上述方法均未涉及SiCp/Al复合材料缺陷超声精准定量检测的模拟试块制备方法及其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于SiCp/Al复合材料缺陷超声精确定量的模拟试块及其应用，用于检测铝基复合材料，该模拟试块对于SiCp/Al复合材料中特有的缺陷类型(SiCp团聚、偏析、Al线)检测效果良好。

本发明技术方案如下：

一种用于SiCp/Al复合材料缺陷超声精准定量检测的模拟试块，其特征在于：所述模拟试块包括本体、平底孔和填充物，其中：

所述本体呈等宽阶梯状，包括3个以上阶梯，且每个阶梯均设有孔径相同的平底孔，在中间的阶梯上并列设有三个平底孔，其中一个平底孔不填充材料，另两个平底孔分别填充不同的填充物，所述填充物分别为Al柱和SiCp/Al复合材料。

作为优选的技术方案：

所有平底孔中心连线平行于所述本体的长度方向。

所述填充物为SiCp/Al复合材料时，其所含颗粒体积分数高于本体材料10-50％。

所述平底孔的孔径均为2mm。