Вариации скорости волн релея при деформации и оценка механических свойств металлов и сплавов

• Автор: Лунев, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

1 НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Неразрушающие методы исследования материалов

1.2 Акустоупругость

1.3 Влияние структурных изменений на скорость распространения

ультразвука

1.4 Определение механических характеристик металлов неразрушающими

методами

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы для исследования

2.2 Лабораторный стенд для механических испытаний материалов с

одновременной регистрацией скорости распространения ультразвука

2.3 Механические испытания
2.4 Измерение скорости ультразвука методом автоциркуляции импульсов
2.5 Погрешность измерения скорости распространения ультразвука
методом автоциркуляции импульсов
2.6 Схема измерения частоты на выходе блока автоциркуляции
2.7 Работа программы измерения Ultrasound Me 3.21 (USM321)
3 СТАДИЙНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ПРИ ДЕФОРМИРОВАНИИ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Деформационные кривые исследованных материалов
3.2 Зависимости скорости распространения ультразвука от деформации
3.3 Зависимость скорости ультразвука от напряжения
4 ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА РЕЛАКСАЦИИ И ПОЛЗУЧЕСТИ НА СКОРОСТЬ УЛЬТРАЗВУКА, СВЯЗЬ СКОРОСТИ С ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРОЙ
4.1 Поведение скорости ультразвука при релаксации напряжений в деформируемом образце
4.2 Влияние процесса ползучести на изменение скорости ультразвука в алюминии
4.3 Теоретическое обоснование изменения скорости ультразвука в
процессе пластической деформации
5 ПРИМЕНЕНИЕ ПРИБОРОВ, ИЗМЕРЯЮЩИХ СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА
5.1 Неразрушающий метод определения временного сопротивления
5.2 Определение напряженного состояния элементов металлических конструкций
5.3 Оценка ресурса работы металла деталей и конструкций, работающих
под нагрузкой
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Способность акустических волн «чувствовать» изменения структуры и состояния материалов определило одно из наиболее широких и перспективных направлений в области неразрушающего контроля - ультразвуковой контроль.
Использование акустических методов неразрушающего контроля состояния металла действующих объектов является важной задачей в транспортной и строительной системах. Неразрушающий контроль преследует как минимум три главные цели: определение наличия дефектов и их размеров, выявление остаточных внутренних напряжений и их значений, оценка ресурса работы изделия. Теме определения дефектов, их размеров и эволюции в процессе эксплуатации посвящено множество работ начиная с импульсной дефектоскопии и заканчивая активно развивающейся в последнее время акустической эмиссией. Попытки выявить связь скорости распространения ультразвука с остаточными напряжениями, действующими в материале, были предприняты еще в середине 20-го века, с появлением приборов, позволяющих определять скорость распространения ультразвука и ее изменение с точностью не менее 104. Оценка ресурса работы - одна из наиболее важных и сложных задач неразрушающего контроля, множество работ, посвященных данному вопросу, имеют узкое направление и часто малую достоверность.
Одно из наиболее изученных направлений в области ультразвуковых исследований является исследование изменений структуры материалов в результате пластической деформации, усталостного нагружения и термообработки. Существует множество работ посвященных влиянию термообработки или легирующих примесей на скорость распространения ультразвука, на его затухание и дисперсию. Выполнены теоретические и экспериментальные работы, выявляющие связь скорости ультразвука и затухания с микроструктурой материала (на уровне дислокаций). Активно развивается акустическая микроскопия, позволяющая (в отличие от оптической) «заглядывать» внутрь материала и с высокой точностью выявлять места нарушения структуры.

Рис. 3.10 - Зависимости скорости ультразвука от деформации для образцов сплава
ВТ 1

Рис. 3.11 - Зависимости скорости ультразвука от деформации для образцов поликристаллического кобальта