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。     

CFRP随机孔隙模型及孔隙率超声检测数值模拟

基于炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)随机孔隙模型,提出采用时域有限差分法对CFRP孔隙率超声衰减检测进行数值模拟。针对孔隙率P=0.065%~4.96%,厚度2mm,纤维质量分数69%±3%的多层预浸料热压成型炭纤维单向增强环氧树脂基复合板,进行了数值模拟与实验测试。所得到的CFRP孔隙率与超声衰减系数间关系,在模拟与实验中展现了相似的规律。结果表明:利用随机孔隙模型结合时域有限差分法进行CFRP孔隙率超声检测数值模拟具有可行性。     

基于自回归模型参数超声无损评价20钢的时效组织

基于时序分析理论,提取并优化选择表征20钢不同时效组织形态超声回波信号的自回归（AR）模型参数,用于超声无损评价。结果表明：利用AR模型参数无损评价20钢的时效组织形态是可行的,对五种组织的识别率可达84％;此外,对Cr5Mo钢高温时效组织形态和30Mn2SiV结构钢的热处理组织形态的识别率分别达到80％和88％。     

纵波脉冲回波法和兰姆波法在表征薄层结构中的应用比较

介绍了两种常用的材料薄层超声表征方法——纵波脉冲回波法和兰姆波法。阐述了其基本原理，并结合实例比较了它们的应用情况、优缺点和适用条件等。纵波脉冲回波法简单易行，能够获得薄层厚度、声速和衰减等信息。但实验结果受薄层介质的声衰减和表面粗糙度影响较大，对探头的性能要求较高。兰姆波法主要用于表征薄板类材料，无需较高检测频率，可以测得板中纵波和横波的声速、板厚和板与板之间的结合特性等，检测精度较高。缺点是发射和接收探头之间的距离和倾斜角度需要严格控制，影响因素较多。     

材料薄层超声无损测厚方法评述

介绍了四种典型的材料薄层超声测厚方法——脉冲回波法、时域反射场分析法、兰姆波法及表面波法，阐述了四种测厚方法的基本原理，并结合具体的研究实例，对不同测厚方法的优缺点和适用条件进行了综合评述。     

HIPIB辐照前后Cr2O3陶瓷涂层超声衰减特性研究

采用等离子体喷涂方法在不锈钢基体上制备了厚度为50μm的Cr2O3陶瓷涂层,借助强流脉冲离子束(HIPIB)对涂层进行辐照,改变了涂层中的孔隙率及微裂纹阵列分布。利用超声水浸聚焦方法获得了辐照前后涂层试样的回波信号及其反射系数谱。结果表明,辐照前后涂层材料中超声波衰减系数与频率之间的关系分别为α=0.28f 9.50×10-4f2 7.04×10-6f4和α=0.11f 2.10×10-4f2 8.73×10-6f4,数据拟合与实验结果相符,超声表征结果与陶瓷涂层横截面的SEM(Scome lectric microscope)基本一致。     

超声波功率谱技术无损区分GCr15SiMn钢显微组织的探讨

分析了GCr15SiMn钢不同热处理组织的超声波归一化功率谱，对于正火，退火和高温回火组织，40％－50％脉冲回波能量均集中在8.28125MHz。其中正火和退火组织在中低频段的能量分布相差较小；而对于低温回火组织，超过50％的能量集中在1.09375MHz中，高频段的能量分布相差较大，分析认为，超声波在不同组织中传播时的散射不同，导致超声波在不同频率上的干涉，可能是造成上述现象的主要原因，利用该方法有望实现显微组织的超声无损区分。     

数字化超声回波时域信号拟合技术的初探

用A型显示脉冲超声波探伤仪，获得JB/T 10062-1999标准DB-H1试块中不同深度横通孔的超声回波连续模拟信号，再经采样得到数字化超声回波时域信号，最后应用信号分析与处理技术对数字化超声回波时域信号的拟合进行了初步探索。研究结果表明：用指数周期趋势数学模型与P阶自回归（ARP）数学模型的叠合形式能达到较好的拟合效果。     

基于超声波声压反射系数相位谱测定热障涂层密度的方法研究

提出一种利用超声波声压反射系数相位谱无损测量热障涂层密度的新方法。采用电子束物理气相沉积技术(electric beam physical vapor deposit,EBPVD)制备平均厚度为150μm的ZrO2-7%Y2O3(质量分数)热障涂层试样,借助强流脉冲离子束(high-intensity pulsed ion beam,HIPIB)对部分试样进行辐照,改变涂层密度。利用11MHz宽频超声脉冲波通过垂直入射水浸聚焦方式对涂层进行实验测试。依据涂层密度与声压反射系数相位谱极值之间的关系,结合相位谱实验曲线确定原始热障涂层及经HIPIB辐照后涂层的密度范围分别为4.74～4.92和5.02～5.08g/cm3。超声法涂层密度测量结果与Archimede法测量结果相符。     

薄层结构超声信号的小波分析

针对薄层结构超声检测中,薄层上下界面反射波发生混叠,界面回波难以识别的难题,采用连续小波变换模极大值（Wavelet Transform Modulus Maxima-WTMM）方法,对Al表面厚度约270 μm的环氧树脂薄层进行了厚度检测.通过对Marr和Morlet两种基本小波的比较,发现Marr小波特别适合于突变信号的检测,提出了一条针对薄层厚度进行超声测量的技术路线.实例分析表明,该技术具有较高的界面回波辨识能力,并有较强的噪声适应性,能准确测量薄层的厚度,具有较好的应用价值.