低碳钢晶粒尺寸的超声无损评价技术

研究了超声纵波声速和低碳钢Q235平均晶粒直径的关系。通过热处理改变碳钢试件的晶粒尺寸。其结果表明，用5N14探头测得的纵波声速和晶粒直径之间有很好的线性关系；选择合适的超声波探头及频率测量超声纵波声速，能够无损地评价低碳钢的晶粒尺寸。     

超声无损评价2219铝合金晶粒尺寸

为了研究铸态2219铝合金平均晶粒尺寸与超声声速和超声衰减系数的关系,在铸锭不同径向位置取样,获得不同晶粒尺寸的试块。采用RITEC RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统进行超声参数测量。研究结果表明,纵波声速和平均晶粒尺寸呈线性减小趋势,衰减系数和平均晶粒尺寸呈三次多项式增长趋势。     

超声声速无损评定304不锈钢晶粒尺寸

用A型脉冲超声纵波对不同晶粒尺寸的304不锈钢进行超声声速测量,建立纵波声速和晶粒尺寸之间的关系.结果表明,奥氏体不锈钢晶粒尺寸随着保温时间的延长或固溶温度的提高而长大,水冷条件下的纵波声速呈指数衰减趋势,空冷条件下的纵波声速呈线性衰减趋势.     

固溶温度对GH4169微观组织形貌及超声特性的影响

对不同固溶温度的GH4169合金试样,进行了微观组织形貌观察,提取了晶粒尺寸、形状特征参数。采用纵波回波法和共线穿透法进行超声检测和非线性超声检测,计算合金的超声特性参数。提取的超声特性参数包括:衰减系数、声速、相对非线性系数、背散射信号(位于一次底波和二次底波之间)经验模态分解后固有模态函数的平均功率和波形指数。超声-微观结构参数对比分析的结果表明,通过衰减系数、声速、非线性系数可有效识别相变,衰减系数对晶粒尺寸波动敏感,随晶粒粗化而增大;所提取的固有模态函数平均功率和波形维数都可以对晶粒尺寸进行评价,但尚难以用于表征晶粒纵横比。     

高温合金晶粒尺寸的超声评价方法及检测装置

针对超声声速、衰减系数、非线性系数等特征参数表征GH4169晶粒尺寸存在检测误差较大的问题，以指数函数为映射函数，将多个超声特征参数归一化后融合构造出新的特征参数，建立以平均绝对误差最小为优化目标的优化问题，并结合遗传算法进行求解，从而确定最优超声多参数评价模型，开发实时超声检测与晶粒尺寸评价相结合的检测装置并进行实验验证。结果表明，所构建的超声多参数评价误差小、单调性好；超声检测装置在已知模型的基础上，可对实时采集的超声A扫信号进行特征提取并计算检测位置的平均晶粒尺寸。     

超声纵波法测试铝合金内部的载荷应力

用超声纵波测量LY11型铝合金在单轴应力作用下的声速变化。结果表明,材料在拉、压单轴应力作用下,超声纵波的声速相对变化量与应力成线性关系,与理论相符。试验中采用回振法测试原理搭建的测试系统,可测量声速的微小变化,精度高,可用于无损测试材料内部应力。     

铁素体不锈钢晶粒度的非线性超声表征

利用非线性超声检测技术,测量了不同晶粒尺寸铁素体不锈钢的非线性参数,并与传统线性超声技术的评估结果进行了比较。结果表明,随着铁素体不锈钢晶粒尺寸的增大,声速变化并不明显,相对变化量为1.89%,衰减系数的相对变化量也只有5.65%,而非线性参数随晶粒尺寸的增加而持续减小,这是由于声波在材料内的传播过程中,其非线性效应很大一部分产生在晶界等不连续处,随着晶粒尺寸的增大,晶界面积减小,非线性效应减弱。     

立方晶系单晶材料晶体取向对纵波声速的影响

单晶材料声速各向异性的特点使传统超声测量在对其厚度测量时存在一定误差。从理论上推导立方晶系单晶材料{100}晶面内的声速模型,设计加工立方晶系单晶材料的声速测量试块,测量超声入射角与晶体不同取向下纵波声速大小,求得该材料的实际声速模型。从模型中发现该材料不同晶体取向下纵波声速在5300～6130m/s内变化,变化幅度约15.6%。该模型为立方晶系单晶叶片的壁厚误差修正提供了可靠的数据支持。     

成形方式与方向对TA15钛合金显微组织及超声参量的影响

为研究TA15钛合金成形方式与成形方向对显微组织以及超声参量的影响规律,进而明晰材料声学特性,以锻造和激光沉积制造TA15钛合金为研究对象,制备含有相同横通孔缺陷的相同规格尺寸检测试样,使用超声波无损检测设备对试样不同成形方向进行检测以获取试样缺陷处幅值、纵波声速和超声波衰减系数,并利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对显微组织进行观测。结果表明:成形方式会对组织特征产生影响,进而影响超声参量;激光沉积制造试样组织各向异性明显,致使不同成形方向超声参量差异较大;双重退火态与沉积态试样相比显微组织中板条状α相长宽比减小,导致各向纵波声速平均减小167 m/s,衰减系数增大13%～20%;而双重退火态相比于锻造态试样,因其组织特征差异明显,致使X向与Z向纵波声速分别降低392与466 m/s,衰减系数分别增大39%、55%。研究成果对激光增材制件的超声波无损检测以及TA15钛合金材料内部缺陷的无损评估有一定参考价值。     

压水堆核电站主管道CCASS焊缝声学性能数值计算

针对离心铸造奥氏体不锈钢(CCASS)焊缝非均匀和具有明显弹性各向异性特征的粗大柱状晶组织,采用旋转坐标法,根据CCASS焊缝的宏观金相照片建立了相应的焊缝模型.在此基础上,采用有限差分正演模拟方法,计算得到了焊缝中沿晶粒不同方向的纵波声速、横波声速和纵波衰减系数.模拟计算结果与参考文献给出的实验测试结果相符.     

Ultrasonic velocity measurements for estimation of grain size in austenitic stainless steel

Ultrasonic velocity measurements have been used to estimate average grain size in an AISI type 316 stainless steel. For precise ultrasonic transit time measurements, the pulse-echo-overlap technique has been used. Master graphs relating ultrasonic velocity with metallographically obtained grain size have been generated. Using these graphs, grain sizes in new specimen have been obtained. The results indicate that grain size can be predicted with good confidence level using ultrasonic velocity measurements. Shear waves are found to be more sensitive for grain size measurement, as compared to longitudinal waves. The grain size estimated by velocity measurements is found to be more accurate when compared to that obtained by attenuation measurements.     

EFFECT OF SHS PARAMETERS OF Ni0.35Zn0.65Fe2O4 FERRITE ON MAGNETIC PROPERTIES AND ESTABLISHMENT OF MATHEMATICAL MODEL

1.IntroductionNio.ssZnD.ssFeaO'ferriteiswidelyusedintheproductionofdifferentdevicesradioelectronicsandotherareasofmoderntechnology.ThesynthesisofNi-Znferritehasattractedmuchattention.Itcanbesynthesizedbytheconventionalsolidmethod,hydrothermalsynthesis,etcll--2].Butthesemethodsallhavetheirlimits.Self-propagatinghigh--temperaturesynthesis(SHS)isarelativelynewtechniqueforproducingferrites.Comparedwithconventionalferritemethod,SHShasmanyadvantages,suchas,itshighproductivity,lowexternalenergy…     

第二相粒子尺寸对基体晶粒长大影响的仿真研究

根据第二相粒子与基体晶界交互作用的微观物理基础,建立了复相材料晶粒长大的三维图象的仿真方法,设计了含有相同体积分数,不同尺寸第二相粒子的复相体系,并全程仿真了三维复相材料的晶粒长大过程,对粒子尺寸影响基体粒长大的直接观察和定量分析表明,粒子尺寸越大,晶界的“脱钉”趋势越弱,晶粒长大到达停滞状态所经历的时间越长,停滞状态下基体晶粒尺寸越大且尺寸分布的均匀性越近,极限晶粒尺寸与粒子尺寸之间并不存在简单     

冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2-7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa,强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关,随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

冷却方式对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响

两阶段控制轧制后,采用不同的冷却路径进行冷却,研究冷却路径对Nb-Ti微合金钢组织和性能及沉淀行为的影响.结果表明,超快冷+空冷冷却路径可获得细晶组织,晶粒平均尺寸约为7.76μm,屈服强度高达425 MPa,抗拉强度高达500 MPa.超快冷+炉冷试样中存在细小的沉淀粒子,沉淀粒子尺寸主要集中在2—7 nm,而超快冷+空冷试样中只存在少量球形沉淀粒子,轧后直接空冷可获得相间沉淀粒子.不同冷却路径获得的热轧板在700℃下退火300 s后,沉淀粒子发生明显的粗化;退火处理后,超快冷+炉冷试样的晶粒平均尺寸减小为6.47μm,相对于退火前,其屈服强度和抗拉强度分别增加50和30 MPa、强度的增加主要源于细晶强化.对于含0.03%Nb(质量分数)的Nb-Ti微合金钢,由于沉淀粒子的体积分数有限,因此细晶强化效果远高于沉淀强化效果,强度的变化与晶粒尺寸的变化具有很好的对应性.另外,加工硬化指数与晶粒尺寸密切相关.随着晶粒平均尺寸的增加使加工硬化指数增加.     

EVOLUTION OF AS—CAST MICROSTRUCTURES OF 356 ALUMINIUM ALLOY CAST BY LIQUIDUS CASTING

A new method (liquidus casting) was used for 356 Al alloy semi-solid slurry making. The structures of 356 Al alloy cast by a Fe mould and semi-continuous casting machine at different temperatures were investigated. How the globular grains form was also discussed. The results show that either being cast by single Fe mould or semi-continuous machine, the micro structures are not conventional dendrites but fine and net-globular grains. The average gram size is smaller than 30?m and suitable enough for thixoforming, meanwhile it can improve the mechanical properties of following products. Under the suitable casting velocity and cooling intensity, most of global grains prolong their global growth and collide with each other before dendritic growth because of the large amount of the nucleation sites.     

金属晶界在高温氧化中的作用

扼要阐述了金属材料晶界在纯金属与合金高温氧化中的 作用.指出金属中晶界面积增加(晶粒尺寸减小)有3种效应：改善合金抗氧化性能的有益的正 效应,相反为负效应以及双重效应.讨论了金属晶界扩散动力学基本方程的参数,如Tamman 温度及晶粒尺寸对其影响、晶粒形状因子(q)、晶界偏聚因子(s)、晶界夹角(θ)对晶界 扩散的影响.最后介绍了晶界作为高速扩散通道对合金晶间内氧化的重要作用.     

Microstructure optimization in design of forging processes

A new approach based on sensitivity analysis for optimizing the microstructure development during the forging processes is proposed in this work. The analytical sensitivities of the recrystallization volume fraction and dynamically recrystalized grain size with respect to the design variables are derived. The mean grain size in each finite element is introduced so that the complex recrystallization mechanics, such as no recrystallization, partial recrystallization and complete recrystallization are all considered. The objective is to minimize a function describing the variance of mean grain size and the average value of mean grain size in the whole final product. Two constraints are imposed on die underfill and excessive material waste. Two different kinds of design variables are considered, including state parameter (initial shape of billet) and process parameter (die velocity). The optimization scheme is demonstrated with the design of a turbine disk made of Waspaloy in non-isothermal forging process. The optimal initial shape of billet and the die velocity are obtained.     

Theory of normal grain growth in normalized size space

Simple mean-field deterministic theory of normal grain growth in both 3-dimension and 2-dimension cases is presented, predicting the Rayleigh size distribution. The main idea is an application of standard thermodynamics to normalized size space with unit length proportional to average size. In the normalized space, the change of normalized free energy caused by the size change of an arbitrary grain is independent of the reservoir, which consists of all the other grains. Such “decoupling” enables us to use the original Burke-Turnbull approach to relate driving force to velocity of grain growth in the normalized space.