航空叶片用TC11合金棒材显微组织对超声波探伤杂波水平的影响

航空叶片用TC11合金棒材显微组织对超声波探伤杂波水平影响的研究表明TC11合金棒材组织对超声波探伤杂波水平有明显的影响,产生高杂波超声反应信号的主要原因是由于热处理工艺不当以及变形不均匀;杂波超声反应信号的高低与棒材组织中的初生α相形貌、大小及均匀性有关,初生α相均匀、等轴,其杂波超声反应信号低;反之,杂波超声反应信号高.     

Mo-Nb合金棒材热加工工艺研究

主要研究了Mo-Nb合金棒材的热挤压和热锻工艺,并分析了加工后棒材的显微组织和密度变化。结果表明,Mo-Nb合金棒材在挤压比3.45~6.76挤压后并锻造所获得的准20 mm的棒料,材料相对密度可以达到99%以上。当挤压比为6.76时,棒料内部组织均匀性和晶粒破碎程度最好。     

超声处理对AZ31镁合金组织和性能的影响

通过在AZ31镁合金熔体中施加超声波,研究不同超声处理功率和施振时间对AZ31镁合金显微组织和性能的影响,探讨了超声波对AZ31镁合金晶粒细化的作用机理。结果表明,超声波在合金液中的各种效应能够使合金晶粒明显细化,晶粒尺寸均匀,提高了AZ31合金的力学性能。超声功率和施振时间都是影响合金组织和性能的重要因素,随着超声功率的提高,施振时间的延长,合金晶粒细化明显,抗拉强度提高,但当功率、时间达到一定程度时,晶粒细化趋势下降,抗拉强度下降。超声功率为600W,施振时间为100s时,晶粒尺寸、AZ31合金抗拉强度最佳。     

GH901合金锻件晶粒级别与均匀性对探伤杂波及底波损失的影响

针对多批次GH901高温合金锻件探伤底波损失与杂波超标不合格的质量问题,开展了多次GH901合金锻造工艺试验,根据锻件不同位置的超声波探伤结果与对应位置晶粒组织进行分析,得出晶粒组织对GH901合金锻件超声波探伤底波损失与杂波的影响。研究结果表明,GH901合金锻件超声波探伤底波损失与晶粒组织的粗细及均匀性存在对应关系,晶粒越细则超声波探伤底波反射回波越高,杂波低;晶粒越粗则超声波探伤底波反射回波越低,杂波高,当合金锻件晶粒达到2级或更粗时,锻件探伤杂波超标;当GH901合金锻件各区域组织差异较大时,锻件探伤底波损失不合格。     

叶片用小规格TC4棒材的组织和织构研究

采用径锻加工方式制备叶片用Φ30 mm的小规格TC4合金棒材，并使用金相显微镜、XRD衍射仪及电子背散射(EBSD)技术研究棒材边部到心部的显微组织、物相组成和微观织构，并分析组织和织构对棒材力学性能一致性以及超声探伤杂波水平的影响。结果表明，径锻棒材内部晶粒得到充分细化，从边部到心部晶粒尺寸逐渐增大，径锻棒材的β转变片层组织被破碎。棒材中含有少量等轴状β相晶粒，分布在α_p的晶界和β转变组织中。棒材边部为■板织构，R/2和心部为■轴向的丝织构，且棒材的织构强度从边部到心部逐渐减弱。棒材抗拉和屈服强度的变异系数仅为0.24%和0.29%，具有优异的一致性。径锻加工小规格TC4棒材的超声波杂波水平为Φ0.8～9 d B，相对于轧制棒材杂波升高，这与径锻棒材显微组织不均匀区域的晶体取向变化有关。     

一种新型镍基粉末高温合金挤压工艺研究

针对一种新型粉末高温合金WZ-A3进行了一系列的热挤压工艺试验,探究了挤压温度、挤压速度、挤压比对棒材显微组织的影响以及棒材的整体组织均匀性。结果表明：在恒定挤压速度35 mm/s、挤压比4.7:1条件下,挤压温度为1110 ℃时,合金棒材已发生完全动态再结晶,当挤压温度继续增加,晶粒发生明显长大。在恒定挤压温度1110 ℃、挤压速度35 mm/s条件下,挤压比为2.1:1时,合金再结晶不完全而且存在较多原始颗粒边界;当挤压比增加至4:1~4.7:1时,再结晶程度完全充分,PPB也完全消除。在恒定挤压温度1130 ℃、挤压比4.7:1条件下,在20~50 mm/s范围内随着挤压速度的增加,晶粒呈长大趋势。在挤压温度1110 ℃、挤压速度35 mm/s、挤压比4.7:1条件下整个挤压棒材的组织较为均匀,从棒材头部到尾部,晶粒略微细化,并且棒材边缘的组织较心部和1/2R更细小。     

旋锻Mo-Ti-Zr合金棒材的退火行为

采用冷等静压、高温烧结和直接高温旋锻的方法制备Mo-Ti-Zr合金棒材,研究不同退火温度对合金力学性能与显微组织的影响以及对断面收缩率为30%的旋锻Mo-Ti-Zr合金棒材的退火行为。结果表明:当退火温度低于1000℃时,随着退火温度的升高,Mo-Ti-Zr合金硬度未急剧下降,抗拉强度和伸长率逐渐提高;经900℃退火后,合金抗拉强度达到669MPa,伸长率达到3.1%,获得良好的综合力学性能;当退火温度在800～1000℃范围内时,Mo-Ti-Zr合金晶粒发生再结晶细化;旋锻态Mo-Ti-Zr合金的断口主要为穿晶解理断裂,随着退火温度的提高,出现较多细晶粒的穿晶断裂和沿晶断裂。     

变形方式对Ti-811钛合金棒材组织及性能的影响

研究了精锻、连轧+精锻、连轧三种不同变形方式对Ti-811合金棒材显微组织、力学性能以及超声波探伤的影响。结果表明:在相同变形量下,三种不同变形方式加工的Ti-811合金连轧棒材组织最优,为均匀、细小的等轴α组织,连轧+精锻棒材次之,精锻棒材组织细化效果最差,存在长条α;精锻棒材具有最佳的室温和高温抗拉强度、热稳定性和高温蠕变性能,连轧+精锻棒材次之,连轧棒材最低,但均能满足产品要求;连轧棒材超声波探伤最优,连轧+精锻棒材次之,精锻棒材最差且不能稳定达到转子叶片用棒材杂波水平的要求。     

高强超声对Mg-Zn-Er合金显微组织和性能的影响

采用高强超声熔体处理法制备Mg-Zn-Er合金,研究了超声处理时间和超声输出功率对镁合金铸态显微组织和性能的影响.研究结果表明,随超声处理时间的延长或超声输出功率的增大,合金的铸态显微组织由粗大的枝晶转变为细小均匀圆整的晶粒,当处理时间或输出功率达到一定值后再延长处理时间或增大输出功率,组织有粗化的趋势.合金凝固组织中产生了沿晶界不连续分布的析出相和大量均匀弥散分布于合金基体中的析出相微粒.当熔体温度、超声处理时间和超声输出功率分别为718℃、100 s和600W时,制得的Mg-5Zn-2Er合金晶粒细小均匀圆整,其室温抗拉强度和伸长率分别为199.6MPa和11.6%.     

水平连铸高镍铸铁棒材的微观组织与性能

采用水平连铸工艺制备了直径为54mm的高镍铸铁棒材,研究了棒材截面不同位置的微观组织形成机制和力学性能。结果表明,从棒材边缘向内3/5半径处范围内的组织(棒材外部)为D型石墨区,奥氏体晶粒呈树枝状,晶粒细小,一次枝晶发达,二次枝晶短小。棒材的3/5半径处到棒材轴心范围内的组织(棒材心部)为D型石墨+少量的E型石墨混合区,奥氏体晶粒呈树枝状,晶粒粗大,部分晶粒的二次枝晶较为发达。棒材中含有1.0%~1.3%的合金碳化物。高镍铸铁棒材的抗拉强度为247~273 MPa,硬度(HB)为142~152。     

HHT在粗晶材料超声检测中的应用

超声检测粗晶材料时,结构噪声会严重降低检测信号的信噪比,造成缺陷反射波很难分辨出来。为提高检测信号的信噪比,增加粗晶材料超声检测的可靠性,本研究采用希尔伯特-黄变换(HHT)对检测信号进行分析处理。用超声检测系统对材料进行检测,采集粗晶材料测试数据;通过经验模态分解获得组成信号的本征模态函数,并经过希尔伯特变换得到不同模特对应的边际谱;分析信号的时频信息,去除噪声信号,提高了信噪比,使缺陷反射更加明显。实验结果表明:HHT能够有效去除无效的结构噪声,提高信噪比,缺陷反射更加突出。     

Multi-stage adaptive noise cancellation for ultrasonic NDE

Adaptive noise cancellation techniques are ideally suited for reducing spatially varying noise due to the grain structure of material in ultrasonic nondestructive evaluation. Since grain noise is generally uncorrelated, in contrast to the correlated flaw echoes, adaptive filtering algorithms exploit the correlation properties of signals in a C-scan image to enhance the signal-to-noise ratio of the output signal. In this paper, a multi-stage adaptive noise cancellation method is proposed for enhancing flaw detection in ultrasonic signals. The overall method is based on the use of an adaptive least mean square error filter with primary and reference signals derived from two adjacent positions of the transducers. Results of implementing the proposed algorithm on ultrasonic signals obtained from hard-α inclusions in titanium will be presented.     

Improving the time resolution and signal noise ratio of ultrasonic testing of welds by the wavelet packet

In ultrasonic testing of welds, detection of small flaws is often difficult by the superimposed noise due to the grain structure of the material. The scattering of ultrasonic waves from grain boundaries can interfere and introduce disturbance in the received signal that can sometimes mask indications due to a small but potentially dangerous defect. However, to enhance the flaw characterization, methods based on ‘thresholding’ have given good results only when the signal to noise ratio is high, and since bandwidth of the reflected signal as well as its principal frequency is subject to wide variation, it is impossible to create an appropriate band pass filter. So linear filtering does not provide good results, because both, the structure noise and flaw signal concentrate energy in the same frequency band. Non-linear filtering can be used to reduce or suppress the noise from ultrasonic signals. One way out is to use the time frequency transforms, the method is based on the wavelet packet decomposition. The Debauchee function of order 8 [Daubauchee I. Orthogonal bases of capacity wavelets. Commun Pure Appl Math 1998;41] has been chosen as the analyzing function, and each measured ultrasonic signal is analyzed by a filter bank through only three levels of decomposition. This work demonstrates that the following analysis is very efficient with respect to signal recovery from noisy data. The experimental results have shown that the proposed method has excellent performances on SNR enhancements.     

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 在超声检测中，粗晶材料由于较大的噪声背景，严重影响着有用信号的检测，为了提高信噪比，文章介绍了几种新的粗晶材料检测信号的处理技术，包括相关技术、专家系统、小波包去噪技术以及神经网络技术，给出了几种技术的原理及应用，这些技术将推动超声检测信号处理技术向着实时和高效的方向发展。     

基于小波包的奥氏体焊缝缺陷超声信号识别

在使用超声反射波法对奥氏体不锈钢焊缝进行缺陷检测时,由于粗大晶粒组织的声散射作用,致使缺陷信号不易于识别. 针对这一问题,提出一种基于小波包技术的改进噪声抑制方法. 阐明了改进方法的技术原理,采集了奥氏体不锈钢焊缝中含人工缺陷信号的超声回波数据. 利用所提方法对超声回波进行了噪声抑制处理,并对人工缺陷进行了定量化测量. 结果表明,和传统小波包法相比较,所提方法能更为有效地滤除超声反射回波中的噪声成分,可识别直径1.5 mm的平底孔.     

New matching pursuit-based algorithm for SNR improvement in ultrasonic NDT

In this paper a fast and efficient matching pursuit-based algorithm is proposed for SNR improvement in ultrasonic NDT of highly scattering materials. The proposed algorithm utilizes time-shifted Morlet functions as dictionary elements because they are well matched with the ultrasonic pulse echoes obtained from the transducer used in the experiments. The proposed algorithm is fast enough to be used in the signal processing stage of real time inspection systems. Computer simulation has been performed to verify the SNR improvement for diverse ultrasonic waves embodied in high-level synthetic grain noise. This improvement is also experimentally verified using ultrasonic traces acquired from a carbon fibre reinforced plastic material. Numerical results show meaningful SNR improvements for low input SNR ratios (below 0 dB).     

奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法

在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊缝内部呈粗大柱状晶组织,且其取向在焊缝不同区域呈各向异性.针对粗大柱状晶引起的超声波散射和晶粒取向不同导致的声束偏折等问题,进行奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法研究.针对超声阵列获得全矩阵数据,发展了一种基于时间反转算子分解的超声阵列信号去噪方法.利用射线追踪法,研究了各向异性介质中超声波传播路径确定方法,并将其应用于奥氏体不锈钢焊缝超声阵列全聚焦成像的声束偏折校正.开展了奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测试验研究.结果表明,基于时间反转算子分解方法可以很好剔除检测信号中的散射噪声,凸显特征回波信息,可将全聚焦成像的信噪比提高10 dB,而波束偏折校正则可以提高超声阵列全聚焦成像中缺陷定位的精度.     

GH864合金热加工过程中组织特征研究

为了观察分析烟气轮机动叶片GH864合金在热加工过程中组织演化规律,并进一步进行组织的优化控制,对取自棒材和成品叶片的热加工态及随后经热处理的样品进行系统的显微组织对比分析.结果表明:原始棒料晶粒度较均匀,叶片局部位置存在项链状组织;叶片晶粒度的不均匀性主要是由于锻造的过程中各部位的应变量不同,因而产生不同的动态再结晶行为;经过标准热处理后叶片发生了静态再结晶和晶粒长大现象,晶粒度较为均匀.在叶片的锻造过程中,M23C6和部分次生MC发生了回溶,在合金中仅有一些少量的TiC存在,它们主要分布于基体的晶界处;热处理之后大量的M23C6碳化物非连续地沿晶界呈块状析出.     

增强超声探伤信号的分离谱处理方法

在粗晶材料的超声探伤工作中,晶粒噪声问题是至关重要的,分离谱处理技术已成功地用于降低此类材料超声检测中的噪声。给出了若干不同的分离谱处理自满,并根据实验信号对该技术的性能进行了分析。     

单晶DD3与细晶FGH4095高温合金摩擦焊接头组织

对单晶DD3与粉末细晶FGH4095高温合金摩擦焊接接头,采用光学显微镜及SEM-EDS分析了接头组织、焊合区成分变化及接头连接机理.结果表明,焊合区两侧材料均形成了动态再结晶晶粒;连接界面位于两侧动态再结晶晶粒之间;连接界面两侧合金元素发生了扩散;两侧动态再结晶晶粒均有向对方弓形凸入长大的趋势,通过形成共同晶粒,实现两种异质材料的连接;FGH4095侧的动态再结晶晶粒向DD3一侧长大的趋势较大.DD3与FGH4095摩擦焊接过程中发生了摩擦面转移,实际的摩擦变形主要在DD3摩擦带内部,接头组织变化梯度大.