Способ контроля структуры материалов

(57) Изобретение свойств материало ний и предназначе ры металлов с структурной неодн тения; повышение металлов со структ Цель достигается колебания вводят в на резонансной ч измеряют частоту, мальной амплитуд ределяют раэн резонансной часто ней, с учетом тарит о величине риала. 1 ил. коваровческо:Ма оды а М.:Ма ческо- строеЯ СТРУ РЫ МАколебаний, дающий наиболее достоверную информацию о структуре.Известен способ контроля структуры материала, основанный на спектральном исследовании донного сигнала. В исследуемый материал вводят широкополосный импульс УЗ-колебаний, этим же преобразователем принимают эхо-сигнал и с помощью дефектоскопа-спектроскопа определяют изменение спектра донного сигнала, обусловленное разным затуханием различных частотных составляющих широкополосного импульса.Основным недостатком указанного способа является то, что преобразователь с широкой полосой импульса излучения имеет низкую интенсивность УЗ-колебаний и не может быть применим для контроля материалов с большой степенью структурной неоднородности из-за большого расстояния УЗ-пучка в крупнозернистой структуре,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследоконструкционйых маческих процессов прина(54) СПОСОБ КОНТРОЛТЕРИАЛОВ вательскии институт териалов и технологи- МГТУ им. Н.Э.БаумаВол и А,В,Муллин Боб В,А. Неразруими м и нефтяномМ, шиностроеИзобретение касается исследования свойств материалов с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний, а именно к определению структуры материалов и предназначено для контроля материалов с большой степенью структурной неоднородности, например, изделий из аустенитных сталей.Известен способ контроля структуры материала по затуханию ультразвука, осно- . ванный на зависимости величины интенсивности УЗ-колебаний от среднего размера зерна,а именно основанный на сравнении отношения амплитуд эхо-сигналов, получаемых на эталонных образцах при различных частотах с отношением амплитуд эхо-сигналов, получаемых на тех же частотах на испытуемых изделиях.Наиболее перспективным является способ контроля структуры путем исследования спектральных характеристик прошедших УЗ касается исследования в ультразвуковых.колебано для контроля структубольшей степенью ородности, Цель изобредостоверности контроля урной неоднородностью. тем, что ультразвуковые контролируемый металл астоте преобразователя, соответствующую максие принятого сигнала, опость этой частоты и ты преобразователя и по рованных зависимостей, зерна контролируемого1797035 50 Целью изобретения является повышение достоверности контроля металлов со структурной неоднородностью.Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля структуры материалов, 5 включающем введение в контролируемый материал ультразвуковых колебанИй и проведение спектрального анализа принятого сигнала, ультразвуковые колебания вводят на резонансной частоте преобразователя, 10 . измеряют частоту, соответствующую максимальной частоте принятого сигнала, определяют разность этой частоты и резонансной частоты преобразователя и по ней, с учетом тарированных зависимостей, судят о вели чие зерна контролируемого материала,Способ позволяет определять величину зерна в широком диапазоне от 300-1000 мкм.На чертеже приведена структурная схе ма устройства, реализующего предлагаемый способ.устройство содержит излучающий преобразователь 1, который является резонансным, приемный преобразователь 2 (широкополосный), усилитель 3, дефектоскоп 4 и анализатор 5 спектра. Приемный преобразователь 2 выбирают с минимальным значением осцилляции амплитуды.Изобретение выполняется следующим 30образом.Предварительно изготавливают образцы с различной структурой, определяют для каждого образца средний диаметр зерна, Далее в каждом образце возбуждают преоб разователем 1 ультразвуковые импульсы на резонансной частоте преобразователя, реФормула изобретения Способ контроля структуры материалов, заключающийся в том, что в контролируемый материал, с помощью преобразователя вводят ультразвуковые колебания, проводят спектральный анализ принятого сигнала, по результатам которого судят о структуре контролируемого материала, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения достовергистрируют приемным преобразователем 2 прошедшие через образец ультразвуковые импульсы. которые усиливаясь в усилителе 3, поступают далее в дефектоскоп 4 и анализатор 5 спектра, Измеряют максимальную амплитуду прошедшего сигнала в дефектоскопе 4 и при этой амплитуде измеряют частоту приема прошедшего сигнала в анализаторе 6. Затем определяют разницу между частотой излучения тизл и частотой приема Ьр ультразвуковых импульсов Ь 1 = изб - 1 пр, Строят зависимость между разницей частот (1 иэл - напр,) и средним диаметром зерна. Далее в исследуемый материал вводят ультразвуковые импульсы на резонансной частоте преобразователя 1, принимают прошедшие сигналы преобразователем 2, усиливают и при максимальной амплитуде прошедшего сигнала измеряют частоту приема ультразвуковых импульсов. Затем определяют разницу между частотой излучения и приема, по которой в соответствии с ранее полученной зависимостью судят о размере зерна,П р и м е р, Из аустенитной стали - 12 Х 18 Н 10 Т были изготовлены образцы со средним значением размера зерна 300, 500 и 800 мкм. Значения Л 1 соответственно составили 0,08; 0,3; 0,8 МГц. Была построена градуирОвочная кривая. Далее определя-: ли размер зерна в сварном шве и основном материале (сталь 12 Х 18 Н 10 Т). Разница частот Лт на основном материале и шве составила соответственно 0 и 0,8 УГц, что в соответствии с градуировочной кривой соответствует размеру зерна 200 и 800 мкм,ности контроля металлов со структурной неоднородностью, ультразвуковые колебания вводят на резонансной частоте преобразователя, измеряют частоту, соответствующую максимальной амплитуде принятого сигнала, определяют разность этой частоты и реэонансной частоты, преобразователя и по ней с учетом тарированных зависимостей, судят о величине зерна контролируемого материала,1797035 оставитель А.Мули ехред М.Моргентал орректор О.Г Редакто НТ ССС зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 650 ВНИИТираж Государственного комит 113035, Москв