[发明专利]晶粒尺寸影响超声波评价材料应力的修正方法

摘要

本发明公开了一种晶粒尺寸影响超声波评价材料应力的修正方法，属于超声波无损评价技术领域。该方法基于超声波在试样中能量衰减分析，制备传播距离恒定的双超声波探头，采用热处理方式获得不同晶粒尺寸的试样，通过超声波声弹性系数标定实验，计算并建立各晶粒尺寸试样超声波信号间时间差与应力间关系，采用线性拟合函数获得各晶粒尺寸试样的超声波声弹性系数，通过幂函数拟合获得超声波声弹性系数与晶粒尺寸间函数，进而实现晶粒尺寸影响超声波评价材料应力的修正。本发明为晶粒尺寸影响材料应力的评价提供了一种无损方法，具有快速、方便、安全，可实现在线评价等优点。

主权项

1.一种晶粒尺寸影响超声波评价材料应力的修正方法，其特征在于包括如下步骤：(1)选定待评价材料，制定热处理工艺，获得不同晶粒尺寸的试样；(2)以试样超声波接收信号幅值为评价参数，建立不同晶粒尺寸试样超声波接收信号幅值与其对应的超声波传播距离间的关系，基于超声波能量衰减优化超声波最佳传播距离，并制作传播距离固定不变的双超声波探头；(3)结合各晶粒尺寸试样力学性能，通过静载拉伸标定实验采集不同应力时各晶粒尺寸试样的超声波信号，计算并建立各晶粒尺寸试样的超声波信号间时间差与加载应力的对应关系；(4)基于超声波声弹性理论对各晶粒尺寸试样的超声波信号间时间差与加载应力结果进行拟合，获得各晶粒尺寸试样的超声波声弹性公式，式(1)，Δt＝k·σ   (1)式中，Δt为超声波信号间时间差，k为超声波声弹性系数，σ为加载应力；(5)测量并建立超声波声弹性系数与其对应晶粒尺寸间的对应关系，采用式(2)的幂函数对其拟合，获得超声波声弹性系数与晶粒尺寸拟合公式；k＝x·dy    (2)式中，x,y为系数，k为超声波声弹性系数，d为晶粒尺寸；(6)由各晶粒尺寸试样的超声波信号选定参考信号与计算信号，计算参考信号与各计算信号间的时间差，通过多项式函数对上述超声波信号间时间差与晶粒尺寸差进行拟合，见式(3)；Δt＝m·Δdn     (3)式中，m,n为系数，Δt为超声波信号间时间差，Δd为晶粒尺寸差；(7)测量待评价材料晶粒尺寸，代入式(1)计算得到其超声波声弹性公式，计算待评价材料晶粒尺寸与最小晶粒尺寸差值，并代入式(3)计算其相应的超声波信号间时间差；(8)采集待评价材料的超声波信号，计算其与步骤(7)中选定晶粒尺寸试样的超声波信号间时间差，与步骤(7)中超声波信号间时间差相减，最后代入其超声波声弹性公式得到待评价材料的应力值，完成晶粒尺寸影响超声波评价材料应力的修正。