Способ возбуждения калибровочных сигналов акустической эмиссии

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИК 9) 8 ГО ДЕ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К енный каль бот Ю,Б.Иэд-во-231.С. Воцпйс еш 1 яя 1 опи АБТМ БТРг ГеЯ 11 п 8318-331. ГОВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Грешников В.А ДроАкустическая эмиссия, М.стандартов, 1976, с. 209Вгочп А,Е., 1,1 рга 1. К.гоЬ 1 п геяг 1 лр оГ асоиягдяоигсе, Асоияг 1 с Еш 1 яя 1 о505. Ашег 1 сал яос 1.елу ГоапИ Магег 1 а 1 я, 1972, р,(54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ КАЛИБРОВОЧ 1 ЫХ СИП 1 АЛОВ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ (57) Изобретение относится к област акустических измерений, Целью изобретения является повышение стабильности воспроизведения параметров сигналов акустической эмиссии (АЭ) вследствие обеспечения постоянства фазового состава материала образца примногократном повторении прямого иобратного мартенситного превращенийблагодаря специальной обработке никелида титана, Образец иэ сплаваТ - 51,0ат.Е И 1 подвергают гомогенизирующему и стабилизирующему отжигам. Затем образец охлаждают и нагревают в температурном интервале прямого и обратного мартенситного превращения. Повторяя многократно циклытермического нагружения, сохраняютодинаковую скорость охлаждения и одинаковый температурный интервал, Приобратном мартенситном превращениигенерируются сигналы АЭ, параметрыкоторых стабильны во времени. 2 ил.57831 213Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано при калибровке и градуировке приборов, используемых при неразрушающем контроле методом акустической эмиссии (АЭ).Цель изобретения - повышение стабильности воспроизведения параметров сигналов АЭ за счет обеспечения постоянного фазового состава материала образца при многократном воспроизведении мартенситного превращения (МП)..На Лиг.1 представлена блок-схема устройства для регистрации и анализа АЭ, возникающей при реализации способа возбуждения калибровочных сигналов АЭ; на Фиг.2 - график зависимос. ти среднего квадратичного напряжения на входе измерительной системы устройства для регистрации и анализа АЭ при осуществлении 10-го (а) и 40-го (б) термоциклов нагружения при реализации способа возбуждения калибровочных сигналов АЭ.Способ возбуждения калибровочных сигналов АЭ заключается в следующем.В качестве материала образца выбирают сплав Тд - 51,0 ат,7 М 1 и подвергают его гомогенизирующему и стабилизирующему отжигам. Затем осуществляют термическое нагружение образца, в ходе которого образец охлаждают и направляют с одинаковой скоростью в одинаковом температурном интервале прямого и обратного МП. При каждом цикле термического нагружения обратное МП сопровождается генерированием ,в образце сигналов АЭ со стабильными параметрами, которые используются в качестве калибровочных сигналов.Устройство для регистрации и анализа АЭ содержит сосуд Дьюара 1, образец 2, пьезопреобраэователь 3 и волновод (не показан), осуществляющий акустический контакт пьезопреобраэователя 3 с образцом 2 и выполненный из специальной стали, не претерпевающей МП в рабочем диапазонетемператур. Устройство также содержитпоследовательно электрически соединенные предварительный усилитель 4,основной усилитель 5, например типаУ 2-8, работающий в селективном режиме на частоте 100+5 кГц и линейныйдетектор 6, осуществляющий регистрацию среднеквадратичного напряжения.Вход усилителя 4 соединен с выходом 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пьезопреобразователя 3. Кроме того,устройство содержит интегратор 7 спорогом дискриминации 0,3 В, входкоторого соединен " выходом усилителя 5.Способ возбуждения калибровочныхсигналов АЭ осуществляется следующимобразом,Образец 2 в виде пластины размером20 х 5 х 0,5 ммиз сплава Тъат.7.оИд отжигают в вакууме при 850 С втечение 1 ч и закаливают. После гомогенизирующего отжига проводят стабиолизирующий отжиг при 600 С. Для этого образец 2 нагревают со скоростью0,6 градс до 600 С, выдерживают втечение 5-10 мин и охлаждают на воздухе. Поверхность образца 2 травятдля снятия слоя, подвергшегося воздействию среды. Осуществляют акустический контакт пьезопреобразователя3 с образцом 2 и опускают его в сосуд Дьюара 1, фиксируя его на определенном уровне относительно жидкогоазота,В результате происходит охлаждение образца до -100 С со скоростью,лимитируемой градиентом температурмежду образцом 2 и окружающей средой. В ходе охлаждения при прямомМП материал также запасается постоянным значением упругой энергии. Затемизвлекают образец 2 из сосуда Дьюара1 и нагревают его на воздухе до комнатной температуры со скоростью,также лимитируемой градиентом температур между образцом 2 и окружающейсредой, При этом происходит обратноеМП, сопровождаемое генерированиемАЭСигналы АЭ поступают на пьезопреобразователь 3 и трансформируются имв электрические сигналы, усиляемыеусилителями 4 и 5 с общим"коэициентом усиления около 120 дБ и регистрируемые детектором 6 и интенсиметром7, Температура начала излучения АЭлежит в пределах от -40 С до -30 Са конец излучения АЭ наступает придостижении температуры 20 С.Многократно повторяя циклы охлаждения-нагрева со скоростями, имеющими одинаковый закон изменения во времени в одинаковом температурном интервале, получают стабильное воспроизведение параметров сигналов АЭ.Для 40 циклов получены среднее значение скорости счета равное 13307со стандартным отклонением б = 1548, 135783115 20 25 ь30 35 40 и среднее значение напряжения на входе усилителя 4, равное 1,022 мкВ состандартным отклонением б = 0,043(фиг2), Полученные сигналы АЭ используют для калибровки пьезопреобразователя 3.При термоциклировании материаловс эффектом памяти на основе никелидатитана происходят прямые и обратные.МП. Высокотемпературная фаза, имеющая кристаллическую решетку типаС С 1 (кубическая (В 2)=фаза), претерпевает превращение В 2К - В 19(К - промежуточная ромбоэдрическаяструктура, В 19 - моноклинный мартенсит). В сплаве Т 1 - 51 ат.7. И 1 основным механизмом генерирования АЭ вотличие от сплава с другой концентрацией И 1 является рассеивание приобратном МП упругой энергии, накоптленной при прямом МП, Для использования данного механизма необходимостабилизировать структуру, т.е. связать часть никеля химическим путем,что достигается нагревом до температуры ниже, чем температура нижнейграницы гомогенности б 25 С, но вполне достаточной, чтобы диффузорныепроцессы протекали более активно.При стабилизирующем отжиге происходит выпадение второй фазы в видечастиц Т И , а оставшаяся р -фазауже более не претерпевает распад,т.е. структура становится стабильнойпо фазовому составу. Кроме того, такой отжиг стабилизирует не толькофазовый состав, но и структуру материала, переводя его в более равновесное состояние, благодаря протеканиюпроцессов возврата и частичной рекристаллизации, что снижает нестабильность параметров АЭ, связанную с возможными дефектами структурных составляющих,Сопровождающая обратное ИП АЭ имеет стабильные параметры, поскольку при прямом МП упругая энергия.в связи с постоянным фазовым составом уже не меняется и запасается структурой строго постоянной величины.Естественно строго постоянная энергия рассеивается и при обратном МП,причем в связи с тем, что межфазная граница при термоупругом МП исходя из особенностей кристаллографии двигается как вперед, так и назад по одному пути, форма кривых параметров АЭ повторяется при многократных циклах даже в деталях.После обработки сплав может выдержать большое число циклов с сохранением постоянства АЭ. Однако, при многократном термоциклировании возможно некоторое накапливание нестабильности что связано с протеканием процессов типа стйрения. В этом случае проводится еще один дополнительный стабилизирующий отжиг и образец вновь готов к возбуждению калибровочных сигналов АЭ.Формула изобретенияСпособ возбуждения калибровочных сигналов акустической эмиссии, заключающийся в том, что осуществляют термическое нагружение образца в областимартенситного превращения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьппения стабильности воспроизведения параметров сигналов акустическойэмиссии, выбирают в качестве материала образца сплав Т 1-51,0 ат.7 И 1,до нагружения подвергают образецгомогенизирующему и стабилизирующемуотжигам, а термическое нагружениеобразца осуществляют последовательныьщ охлаждением и нагревом в температурном интервале прямого и обратногомартенситного превращения..Тираж Государственно елам изобретен Москва Ж,итета СС ткрытийая наб,