Ультразвуковой способ контроля содержания примесей в чистых металлах

ОП ИСАЙ ЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сена Соеетсннл Социалистических Реснублик( 01 п 21/00 с присоединением заявкисудврстоенныи комнтеавета Министров СССРо делам изобретений(32) При тет убликовано 30.11,75, Бюллетень4и открытии а опуб икования описания 16.06.7 72) Авторы изобретс;ния Г. Меркулов и Е. К, Гусев(54) УЛЪТРАЗВУКОВОЙ СПОДЕРЖАН ИЯ П Р ИМЕС ЕЙ В ОБ КОНТРОЛЯСТЫХ МЕТАЛЛАХ талле. Если сразу же после ствия нагрузки начать фт ное изменение коэффициен поглощения в образце, то 5 личестве примесей в металл Исходя пз современных представлсний о механизме глощения, связь скоро ст ультразвукового поглощен 10 талла теоретически можно ющим образом. Как известно, коэффиц ультразвука я, обязанный ции, пропорционален плот 15 Л, умноженной на эффекти кационных петель 1., прекращения дейксировать времента ультразвукового можно судить о кое. дислокационных акустического повосстановления я с чистотой меобъяснить следу 4 ент поглощения наличию дислоканости дислокации вную длину дислор г /1 4выражается уравнением 1 1где Ек - расстояние между узл пересечения дислокаций; а - п шетки; р,р, р, - линейные примесей и вакансий на дислТаким образом, в зависимост рации точечных дефектов дол 1,а следовательно, и коэффиц ния ультразвука,ами сетки от остоянная реконцентрации окации.и от концентжно менятьсяиент поглощеИзвестен ультразвуковои способ контроля содержания примесей ь чистых металлах измерением частотного максимума ультразвукового дислокационного поглощения.Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что испытуемый образец, ультразвуковое поглощение которого предварительно измерено, пластически деформируют и по измеренной на фиксированной частоте скорости возврата ультразвукового поглощения в деформированном образце определяют количество примесей, Это сокращает время измерения и упрощает процесс контроля,На чертеже приведены временные характеристики ультразвукового поглощения для групп образцов алюминия.Образец исследуемого металла подвергают действию кратковременной сжимающей нагрузки, что приводит к появлению определенной пластической деформации. Образуются новые дислокации и, следовательно, резко возрастает коэффициент поглощения ультразвука в образце. Дислокации постепенно закрепляются подвижными точечными дефектами, число которых определяется количеством примесей в металле, В результате ульгразвуковое поглощение постепенно уменьшается. Процесс восстановления поглощения идет тем быстрее, чем больше примесей в мер) 49325442 И - 4 48. 10-4 480. 10 - 4 Возникающие сразу после деформации металла дислокационные петли имеют наибольшую возможную длину, а поэтому очевидно, что ультразвуковое поглощение будет при этом максимальным. Диффундирующие точечные дефекты уменьшают Евследствие чего а постепенно падает. Поскольку у вакансии обычно значительно более низкие энергии активации процесса диффузии, возврат ультразвукового поглощения осуществляется, главным образом, за счет вакансионного движения,Если обозначить через Лиц максимальный прирост (скачок) коэффициента поглощения в момент деформации, то, как показывают теоретические расчеты, для момента времени можно написать уравнение: Оказалось, что временное изменение ультразвукового поглощения во всех исследованных образцах удовлетворительно описывается формулой (3). При этом оно приблизительно пропорционально суммарной объемной концентрации примесей. Предмет изобретенияУльтразвуковой способ контроля содержания примесей в чистых металлах, о т л и ч а юде=. А(А - постоянная, завися9 пр + 9 вцая от сорта металла и температуры),При комнатных температурах прпо.)тому 23= -А9 прКонцентрация вакансий в металле, как известно, возрастает с повышением содержания римесей в результате взаимодействия между ими. Из формулы (3) следует, что процесс юзврата ультразвукового поглощения будет дти тем быстрее, чем выше содержание примесей в металле.Проведенный комплекс экспериментальных исследований полностью подтвердил этот выюд. Опьгры велись на образцах алюминия различной чистоты. Количественное содержа 1 ие примесей (в ат, %) определялось химиеским анализом, результаты которого для рех групп образцов приведены в таблице,ц и й с я тем, что, с целью сокращения време 1 и измерения и упрощения процесса контроля, 25 кпытуемый образец, ультразвуковое поглоцение которого предварительно измерено, 1 ластически деформируют и по измеренной а фиксированной рабочей частоте скорости юзврата ультразвукового поглощения в де ормированном образце определяют количе;тво примесей.15 Редактор Л. Ильина Техред Е. Митрофанова 1(орректор О. Тюри аказ 1575/2 Изд,2011 ЦНИИПИ Государственного комите по делам изобретени 113035, Москва, Ж.35, РауТираж 630Совета Министровн открытийская наб д. 4,/5 гено пографня, пр. Сапунова