材料性能退化及缺陷生成过程中的无损检测技术

《材料性能退化及缺陷生成过程中的无损检测技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、材料性能退化及缺陷生成过程中的无损检测与评估技术报告人郑阳时间2014年9月12日内容提纲无损检测与材料服役状态评估1材料性能退化的无损检测方法2非线性超声检测方法2.1磁特性参数检测方法2.2材料宏观缺陷的无损检测方法3声发射检测方法2.3内容提纲无损检测与材料服役状态评估1材料性能退化的无损检测方法2非线性超声检测方法2.1磁特性参数检测方法2.2材料宏观缺陷的无损检测方法3声发射检测方法2.31无损检测与材料服役状态评估无损检测技术是人们观察世界的工具看见看清楚一直看见一直看清楚无损检测技术发展的目标发现缺陷发现更

2、小的缺陷更高精度、更多特性测量整个生命周期无损检测技术是生态开放性的技术体系基于力、热、声、光、电等物理效应，反演材料的特性（力学性能、组织性能等）和损伤。基于新现象，不断有新的方法产生。人们总是需要借助于各种工具去看清世界。望远镜放大镜显微镜扫描电镜无损检测是人们了解材料特性、观察材料损伤的工具手段1无损检测与材料服役状态评估材料服役过程中缺陷演化及相应无损检测与评估技术服役生命周期使用性能阶段二阶段一阶段三损伤形式疲劳：晶粒间滑移、位错微裂纹的形成、积聚与生长蠕变：质点扩散、晶体滑移空洞、裂纹形成与生长腐

3、蚀氢损伤（氢脆、氢腐蚀、氢鼓泡、氢致裂纹）微缺陷宏观缺陷脉冲反射超声TOFD超声相控阵超声导波射线/磁粉/渗透漏磁/涡流声发射/磁声发射超声非线性磁巴克豪森磁特性红外性能强化1无损检测与材料服役状态评估现有常用无损检测方法种类传感器：压电、电磁声、激光超声声学超声导波脉冲反射TOFD相控阵管道导波兰姆波SH导波表面波界面波声学非线性声发射电磁涡流微磁磁特性参数磁巴克豪森漏磁磁粉脉冲涡流远场涡流阵列涡流常规涡流其它：射线、渗透、光纤、红外物理现象传感器与检测系统特征内容提纲无损检测与材料服役状态评估1材料性能退化的无损

4、检测方法2非线性超声检测方法2.1磁特性参数检测方法2.2材料宏观缺陷的无损检测方法3声发射检测方法2.32材料性能退化的无损检测方法宏观可测量参量材料微观组织结构变化无损检测技术目标技术要素物理原理微观结构变化引起的可测参量变化检测系统传感器、仪器系统技术应用信号处理、反演2.1非线性超声——超声非线性物理原理——声波动实际上是非线性的，只是在振幅较小的情况下可忽略而取线性近似。人们发现材料性能退化可增强透过材料传播的超声波非线性，表现为高频谐波分量增强。利用这一现象可进行材料性能退化程度的检测。超声非线性检测材料疲劳

5、状态原理示意图超声非线性系数β与疲劳生命周期对应关系低周疲劳高周疲劳超声非线性系数材料的超声非线性系数与材料的高阶弹性常数有关，而高阶弹性常数与材料的微观结构、内部组分或微缺陷密切相关。2.1非线性超声——超声非线性检测系统板状试件连续在线监测圆棒型试件离线测试典型超声非线性测量系统2.1非线性超声——超声非线性疲劳状态检测可评价区非线性超声无法评价区域采用振动声调制非线性超声可评价微裂纹采用板状试件进行疲劳试验，测量超声非线性时，需要注意测量的位置采用宏观缺陷的无损检测技术方法颜丙生.金属材料力学性能退化的

6、非线性超声无损检测研究[D].20112.1非线性超声——超声非线性蠕变状态检测~0.3~0.3~0.6KrishnanB.Creepdamagecharacterizationusingalowamplitudenonlinearultrasonictechnique.2011KrishnanB.Creepdamageassessmentintitaniumalloyusinganonlinearultrasonictechnique.2008检测的位置相关性2.1非线性超声——超声导波非线性物理原理——当兰姆波在固体

7、板中传播时,由于介质中弹性非线性的存在,必然会导致二次谐波的发生。因为兰姆波存在频散特性,一般认为其很难产生强烈非线性谐波。但当满足一定匹配条件时：相速度匹配，能量流从基频模式到谐频模式的传递、群速度匹配，即可产生强烈非线性效应。兰姆波的形成对称模态反对称模态相速度频散曲线群速度频散曲线兰姆波——是在自由薄板中传播的一种导波形式。具有多模态、频散的特点。2.1非线性超声——超声导波非线性系统原理框图检测实验系统蠕变实验试件检测系统及蠕变检测由于兰姆波信号积累了传播路径上的所有非线性效应，因此与传播距离相关。适合于对蠕变的

8、长期在线监测应用项延训.高温构件早期损伤的非线性超声导波评价方法研究[D].20112.2磁特性参数——磁巴克豪森物理原理——在磁化过程中磁畴发生跳跃式转向，施放出电磁波，称为磁巴克豪森噪讯（MBN,MagneticBarkhausenNoise）。其能量、信号特征等与材料应力状态、微观结构等密切相关，因此可用于应力