Измерение толщины слоев (покрытий) металлов ультразвуковым методом основано на различии в поглощении УЗК поверхностно- упрочиениым слоем (покрытием) и основой [64].

Так, например, при поверхностной закалке структура металла по глубине не одинакова. В верхних слоях металл имеет мелкокристал­лическую структуру; по мере перехода к более глубоким слоям струк­тура его укрупняется. Незакалениый металл, как правило, имеет крупнозернистую структуру с четко обособленными структурными составляющими. Оба слоя обладают разными акустическими харак­теристиками. При прозвучивании металла часть энергии УЗК может отражаться от границы между закаленным и незакаленным метал­лом и фиксироваться иа экране ЭЛТ в виде сигналов. Степень раз­личия структур закаленного н незакалениого металла определяет уровень отраженного сигнала, по которому и отмечается глубина закалки.

Метод отражения УЗК от границы между слоями применяют для измерения слоев большой толщины, используя сдвиговые волны. Ввод и прием УЗК осуществляют по раздельной схеме, устанавливая из­лучающий и приемный преобразователи на поверхности детали со­осно и один напротив другого (рис 98, а). Продольные УЗК, пройдя через призму преобразователя падают на границу призма—металл под углом аь преломляются и входят в закаленный слой под уг - [17]

лом «2. Далее УЗК распространяются в закаленном слое в виде сдвиговых волн до границы К—К С незакаленным металлом.

Здесь часть энергии УЗК отражается от границы, а. другая часть проходит в глубь незакаленного металла и теряется. УЗК, отражен­ные от границы К—К, принимаются приемным преобразователем и наблюдаются на экране ЭЛТ в віидє сигнала, амплитуда которого максимальна, если оси преобразователей совпадают, а расстояние между ними равно L.

Для оценки глубины поверхностной закалки предварительно стро - ят тарировочный график, устанавливающий связь между показания­ми прибора и глубиной перекристаллизованной зоны при закалке. Для этого из партии серийных однотипных деталей в качестве конт­рольных образцов выбирают несколько штук, которые подвергают поверхностной закалке на различную глубину. Затем образцы про- звучивают по описанной методике. Перемещая один преобразователь относительно другого, добиваются наибольшей амплитуды на экра­не ЭЛТ и одновременно измеряют расстояние L между преобразо­вателями. Затем металлографическим методом, обеспечивающим не­обходимую точность, измеряют толщину слоев иа каждом образце. По полученным измерениям строят кривую зависимости толщины слоя от расстояния L между преобразователями (рис. 98,6).

Для измерения толщины слоев преобразователи устанавливают иа контролируемую деталь соосно и перемещая их относительно друг друга добиваются максимальной амплитуды на экране дефектоскопа. Замерив расстояние между преобразователями, по тарировочиому графику находят значение измеряемой глубины закалки.

Недостатком метода является наличие мертвой зоны. Вследствие, этого невозможно измерять толщины менее 2,5 мм.

Для измерения слоев малых толщин применяют метод, основан­ный на измерении затухания поверхностных волн, распространяю­щихся вдоль верхней границы слоя. В этом случае, выбрав длину волны /.>/■( (h — толщина слоя) можно получить зависимость зату-- хаиия поверхностных воли от толщины слоя, так как часть энергии УЗК идет по слою, а часть — под слоем по металлу. -

Для измерения слоев разработаны приборы ИГЦ-1, ИГУ-2 н УЗИТС-ЗА.

С помощью УЗИТС-ЗА, например, можно определить толщину по - верхиостио-упрочиениых слоев (закаленных, цементированных, азо­тированных, наклепанных) и покрытий иа металлах (лакокрасочных, асфальто-битумных, полиамидных и др.).

Ультразвуковой метод измерения толщины поверхиостно-упроч - иеииых слоев и защитных покрытий отличается высокой производи­тельностью, достаточной для практики точностью (средняя погреш­ность измерения составляет 8—10 %) и позволяет проводить конт­рольные операции без нарушения сплошности слоев и покрытий.