Контроль структуры металлов
Контроль структуры металлов основан на оценке затухания и скорости распространения УЗК в контролируемых объектах. Сравнивая результаты измерений скорости или затухания УЗК в деталях и контрольных образцах или в деталях до и после их термической обработки, можно судить о величине зерна, карбидной неоднородности в сталях и сплавах, величине и форме зерен графита в чугунах, межкристаллитной коррозии в коррозионностойких (нержавеющих) сталях и т. д. [45].
Величину зерна в сталях можно определить методом относительного ультразвукового структурного анализа. Критерием для определения величины зерна в сталях служит величина отношения амплитуд доииых эхо-сигиалов, полученных при прозвучнваиии изделия иа разных частотах и при постоянном коэффициенте усиления. Указанные соотношения имеют следующий вид:
Ki=W, і30)
где К, Кі, Кг — структурные коэффициенты; Af, Ajt, Aft...— амплитуды сигналов при заданном коэффициенте усиления и частотах соответственно fi, /2, /3- ff 1 <f2</з-■ -), при этом частоту УЗК выбирают такой, чтобы Aft ие была равна нулю.
При работе по этому методу из материала, подлежащего контролю, предварительно изготовляют контрольные образцы с различной степенью обработки и по иим определяют структурные коэффициенты для каждого образца. Затем проводят металлографический анализ и определяют амплитуды сигнала в зависимости от величины зерна (табл. 7).
Таблица 7. Значения амплитуд сигналов и структурных коэффициентов в зависимости от средней величины зерна аустенитной стали и частоты прозвучивания
|
Как показала практика, чувствительность метода достаточно высока и позволяет определять среднюю величину зерна с точностью до одного балла шкалы ГОСТа [45].
При определении глубины поражения металла коррозией в качестве показателя рассеяния УЗК принимают отношения амплитуд эхо-сигналов при прозвучнваиии образцов с различной степенью поражения коррозией и не пораженных коррозией иа фиксированной частоте и при постоянном коэффициенте усиления. Эти отношения названы коэффициентами межкристаллитиой коррозии:
ki = AhJAQ', k% = Аіцк/А0',.. .kn = Afin/А0, (31)
где ku k2,...,kn— коэффициенты межкристаллитиой коррозии; Ak^ Ah, Ahn—амплитуды сигналов при контроле образцов с различной
глубиной межкристаллитиой коррозии hi, h2,...,hn; Ао — амплитуда сигнала при контроле образца ие пораженного коррозией.
Определив коэффициенты межкристаллитиой коррозии по контрольным образцам с известной глубиной поражения, можно с до-
статочной точностью установить ультразвуковым методом глубину поражения коррозией аналогичного сплава.
В табл. 8 показана зависимость амплитуды сигнала от глубины коррозии и частоты прозвучивания и приведены соответствующие коэффициенты межкристаллитной коррозии для образцов из стали 12Х18Н9Т.
. По этой же методике можно определять наличие графитовых включений, их форму и количество в серых чугунах и т. д. [45].
Для количественного контроля межкристаллитной коррозии может быть применена методика с использованием одного стандартного образца (В. Н. Приходько, Л. Г. Кириллова, Г. А. Гиллер, [43, с. 318—321]).
В качестве основного параметра принят коэффициент затухания ап, зависящий от глубины поражения коррозией hK, средней величины кристаллита D0 и частоты ft. Проведенные исследования позволили формализовать зависимость а« от D; и /гк и рассчитать значения Ki и Кг для различных отношений амплитуд и частот. На основании проведенной работы предложены несколько вариантов определения межкристаллитной коррозии в коррозионностойких сталях и алюминиевых сплавах.