兰姆波表征形状记忆合金相变试验.pdf

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1、科研墩票与学术交流兰姆波表征形状ie．'E合金相变试验王开圣，赵志敏(南京航空航天大学理学院应用物理系，南京210016)摘要：通过求解薄板的兰姆波频散方程，绘制了NiTi形状记忆合金薄板的频散曲线，并根据频散曲线选择了对合金相变敏感的兰姆波模式。利用PZT超声探头在合金薄板中激励并接收s及S。模式的兰姆波，测量了温度变化时兰姆波的群速度。研究结果表明，随着NiTi合金相变过程中微观组织结构的变化，兰姆波群速度明显改变，可以根据兰姆波群速度变化测量合金薄板的相变温度。关键词：兰姆波检测；模式；群速度；形状记忆合金；相变中图分

2、类号：TG115．28文献标志码：A文章编号：1000—6656(2012)01—0007—03ExperimentalStudyontheCharacterizationofPhaseTransformationofShapeMemoryAlloybyLambWavesWANGKai-Sheng，ZHAOZhi-Min(ScienceDepartment，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Bysolvingt

3、helambwavedispersionequationforNiTisheet，thedispersioncurvesweredrawn．LambmodesmoresensitiveindetectingphasetransformationofNiTialloywereselectedonthebasisofthedispersioncurves．PZTtransducerswereusedtoexciteandreceiveS1andS3LambwavesonNiTisheet．Thewavegroupspeedwas

4、measuredwhentemperatureofNiTisheetchanged．Theresultsshowedthatsomemarkedchanges．wereobservedinthedependenceofthegroupspeedversustemperatureduringphasetransformationandphasetransformationtemperatureofNiTisheetmightbeexaminedbythechangeofthegroupspeed．Keywords：Lambwa

5、vetesting；Mode；Groupspeed；Shapememoryalloy；PhasetransformationNiTi形状记忆合金是工程和生物医学领域应状记忆合金的相变。用13益广泛的新材料，也作为敏感元件和驱动器应超声波检测技术在材料检测方面已有许多应用在智能结构中，其独特的形状记忆效应和超弹性用，如声速与材料的弹性模量、密度及晶体取向密切与其热弹性马氏体相变紧密相关，工程和科研上常相关，超声能量的衰减也与材料的许多参数有关，如用示差扫描量热仪(DSC)、电阻法及变温x射线衍晶粒度、位错密度、空隙及晶体结构等

6、。也有研究者射(XRD)等方法测量NiTi合金相变，然而这些方注意到了一些材料在发生相变时，随着微观组织结法仅能检测较小的样品，很难对板、管、棒等大工件构的变化，声速及声衰减出现了明显改变_4]。进行无损检测。一些研究表明，NiTi合金相变时，兰姆波是在厚度与激励声波波长相当的声波导除了电阻发生变化外，还伴随弹性模量变化、内耗和中传播的超声波，材料的组织结构以及内部缺陷对声发射等现象[】I。]，这使得声学方法可用来检测形兰姆波的传播模式及频散特性很敏感，兰姆波检测技术正是在此基础上发展起来，已被尝试应用于板、收稿日期：201

7、1—01—26棒及管状材料的无损检测和微传感技术领域¨6]，基金项目：教育部博士点专项基金资助项目(20093218110024)；成为目前超声检测领域热门的研究方向之一。研究国际合作项目(BZ2O1OO6O)作者简介：王开圣(1965一)，男，讲师，硕士，主要从事无损检测利用兰姆波探测NiTi合金微观组织结构的变化情技术研究及相关数学工作。况，研究对合金薄板相变敏感的兰姆波模式，探究合2012年第34卷第1期7王开圣等：兰姆波表征形状记忆合金相变试验金相变时兰姆波群速度的变化规律，测量合金薄板相变温度。?1试验材料吕试验材

8、料选用300mm×200mm×2mmNiTi粤合金板(原子比Ni：50．2，Ti：49．8)。众所周知，近等原子比NiTi合金升温时，会发生马氏体到奥氏体相变_g]。用常规DSC方法测量了升温时试频厚积／(MHz’mm)样的相变温度，从马氏体向奥氏体转变开始温度为37℃，转变结束温度A为4