20钢高温时效组织弹性性能的超声无损评价

通过高温短时加热,模拟产生球化级别不同的珠光体。利用脉冲回波法测定超声波在球化样品中传播速度。依据弹性模量与声速和密度之间的相关性推算时效样品的弹性指标。结果表明:随时效时间的增加,弹性指标单调递减,杨氏模量E从213 GPa下降到199.6 GPa,剪切模量G从82.5 GPa下降到77.5 GPa,体弹模量K从159.1 GPa下降到147.1 GPa,泊松比σ变化较小,从0.291变化到0.286。分析认为:球化过程中,片状渗碳体分解以及球状碳化物在晶界的析出与聚集成网状严重削弱了晶界强度;时效时间延长到2300 h,材料组织局部发生石墨化,石墨是低弹性"软"介质,与铁素体基体之间的结合能力差,这严重降低材料的弹性性能指标。     

超声无损检测减压炉加热管内表面结焦层

基于超声波在多层介质中的传播规律,探讨超声波技术检测加热管内表面结焦层的可行性。研究结果表明:超声波技术无损评价炉管内壁结焦层厚度是可行的;超声回波信号的幅度、周期性以及波形的畸变程度可作为结焦层厚度变化的表征指标;无焦区,回波清晰,周期性较好,幅度较高;薄焦区,回波幅度减少,周期性较好,回波略有畸变;厚焦区,回波幅度明显降低,畸变严重。     

声速法研究Cu_(58.1)Zr_(35.9)Al_6非晶合金的弹性性能

利用纵波掠入射法测量了超声波在Cu58.1Zr35.9Al6非晶合金中的传播速度。基于声波在各向同性、均匀固体介质中的传播规律,获得其弹性指标参数。结果表明:超声波在Cu58.1Zr35.9Al6非晶合金中传播的纵波速度为4820m/s,横波速度为2107m/s;由此得到的弹性指标以及热力学参数为:K=130GPa,G=33.6GPa,E=93.09GPa,泊松比σ=0.38,θD=283K。     

应用超声声压透射系数谱反演薄板的弹性模量

基于超声波在层状介质中传播规律,建立理论声压透射系数Tp与材料弹性模量E的相关性.采用超声水浸技术测定微米厚薄板的双透射信号,通过信号分析获得实验声压透射系数Te,应用非线性最小二乘法反演薄板的弹性模量,并与声速法测量得到的弹性模量进行比较.结果表明:将反演的弹性模量代入到Tp中,发现在有效频带范围内Tp与Te吻合较好;反演获得的弹性模量值与声速法测定结果较接近,偏差介于1.4%和8.2%之间;实验证明了该方法可作为薄层材料弹性模量检测方法的一种补充.     

结构驰豫对Cu58.1Zr35.9AI6块状非晶合金弹性性能的影响

本文系统地研究了结构驰豫对Cu58.1Zr35.9AI6块状非晶合金弹性性能的影响.将Cu58.1Zr35.9AI6非晶合金在150℃、300℃、450℃分别保温1 h.测量退火样品的纵、横波声速,并推算其弹性性能.结果表明:随退火温度的升高,声速与弹性性能呈现逐渐增加的趋势.低温驰豫时声速与弹性性能变化缓慢,高温驰豫时增加明显.基于结构驰豫谱模型分析了上述现象的产生在于:提高温度,原子有足够的条件进行中程与长程扩散,通过发生原子的积聚重排,大量自由体积的湮灭,使非晶样品的有序度得到大大的改善.     

结构驰豫对Cu58．1Zr35．9Al6块状非晶合金弹性性能的影响

本文系统地研究了结构驰豫对Cu58．1Zr35．9Al6块状非晶合金弹性性能的影响。将Cu58．1Zr35．9Al6非晶合金在150℃、300℃、450℃分别保温1h。测量退火样品的纵、横波声速,并推算其弹性性能。结果表明：随退火温度的升高,声速与弹性性能呈现逐渐增加的趋势。低温驰豫时声速与弹性性能变化缓慢,高温驰豫时增加明显。基于结构驰豫谱模型分析了上述现象的产生在于：提高温度,原子有足够的条件进行中程与长程扩散,通过发生原子的积聚重排,大量自由体积的湮灭,使非晶样品的有序度得到大大的改善。     

Cu—Zr—Al系Cu基非晶合金弹性性能与团簇结构的相关性

利用超声水浸聚焦法测得团簇结构为Cu6Zr5和Cu8Zr5的非晶合金Cu54Zr42.5Al3.5 ,Cu58.1Zr35.9Al6的纵波及横波声速,基于克理斯托菲尔方程计算得到了上述非晶合金的弹性性能指标,并由此初步分析了弹性性能与合金团簇结构的内在联系,结果表明:两种团簇合金的声速及弹性模量变化规律为:Cu54Zr42.5Al35＜Cu58.1Zr35.9 Al6,且与团簇结构的化学有序度呈一致的变化规律.     

温度对Cu58.1Zr35.9Al6块状非晶合金弹性性能与微结构的影响

利用超声脉冲聚焦法研究了温度对直径3 mm的 Cu58.1Zr35.9Al6块状非晶合金弹性性能与微结构的影响.结果表明:对应不同的温度区间,弹性性能与微结构的变化可以被分成3个阶段.低于玻璃转变温度,结构驰豫发生.低于150 ℃时,由局域、短程的结构变化而致的弹性性能变化微小;但在150 ℃～玻璃转变温度,原子有足够的条件发生中程与长程扩散,去除过剩的自由体积,发生集聚重排,因此弹性性能随温度的升高显著增加.进入过冷液相区,非晶基体上有Cu10Zr7相形成,且在玻璃转变温度附近(490 ℃)弹性指标有所降低;超过晶化起始温度,随温度的升高,弹性性能继续增加,除大量的Cu10Zr7相以外,还有少量的Cu8Zr3相生成.温度对弹性性能与微结构的影响与自由体积的减少、原子有序度提高以及分离相的形成紧密相关.     

低弹钛合金弹性模量的无损评价

以掠入射纵波法研究了超声波在Ti6Al4V合金和Ti27Nb8Zr时效样品中的传播速度,推算其弹性模量,并与拉伸法获得的弹性模量进行比较.结果发现:两种方法测得的数值较为接近,相差仅为3.6%,表明掠入射纵波法实现低弹钛合金弹性模量的无损评价是可行的,这为小尺寸稀有合金样品弹性指标的评价提供了极有价值的测试方法.应用该方法进一步考察了时效温度对Ti18Nb7Zr弹性模量的影响,结果表明:随着时效温度的升高,弹性模量E,切变模量G,体弹模量K分别增加11%,10%和6%,泊松比σ仅下降了1.2%.分析认为:弹性模量的变化与合金的组织由层片状的β+α向弥散分布的α相和β相的转变密切相关.