GH706合金超声衰减系数测定
《GH706合金超声衰减系数测定》由会员分享,可在线阅读,更多相关《GH706合金超声衰减系数测定(44页珍藏版)》请在装配图网上搜索。
XX 大学毕业设计(论文)题 目: GH706 合金超声衰减系数的测定 学 院: 测试与光电工程学院专业名称: 测控技术与仪器班级学号: 学生姓名: 指导教师: 二 Oxx 年 六月 GH706 合金超声衰减系数测定摘要:超声波的衰减是超声波在传播过程中由于波束扩散,使超声波的能量随着距离的增加而逐渐减少,或遇到声阻抗不同的界面超声散乱反射引起衰减,以及由于介质中质点间内摩擦和热传导引起的超声波的衰减。对于衰减系数,我们只考虑介质的散射和吸收衰减,测定衰减系数,可以让我们更好的了解GH706 工件的性能,使在以后的检测中,能更好的发现缺陷。本文主要采用超声 C 扫的方式,对四个不同的 GH706 工件进行测定,然后数据处理得出各个点的声速与衰减 dB 值,通过控制变量来找出他们之间的关系,进行分析、计算,进而得出衰减系数 。关键字: 散射 衰减 GH706 合金 声速Ultrasonic attenuation coefficient of GH706 alloyAbstract: The attenuation of ultrasonic is due to the spread of ultrasonic wave in the course of propagation, so the ultrasonic energy decreases with the increase of distance,or the acoustic impedance of the interface is different and the ultrasonic scattered reflection is attenuated. And the attenuation of ultrasonic waves caused by internal friction and heat conduction in the medium. For attenuation coefficient,we only consider the scattering and absorption of the medium.Determination of attenuation coefficient can let us better understand the performance of the GH706 workpiece, so that in the future detection, can better discover the defect.In this paper, the ultrasonic C scan is used to measure the four different GH706 parts.Then the data are processed to get the sound speed of each point and the attenuation dB value.To find out the relationship between them by controlling the variables,through the control variables to find out the relationship between them, analysis, calculation, and then get the attenuation coefficient .Keywords: Scattering Attenuation GH706 alloy Sound velocity目录1 绪论 .11.1 高温合金背景 .11.2 高温合金国内外发展现状 .11.3 超声检测技术国内外发展趋势 .21.4 论文结构安排 22 超声测定衰减系数的方法和原理 33 超声波 C 扫测定衰减系数 43.1 超声波 C 扫的结构 43.2 超声波 C 扫工作原理 .53.3 实验及数据处理 63.3.1 实验步骤 63.3.2 5M 探头,3#工件 .63.3.3 10M 探头 3#工件 .93.3.4 15M 探头 3#工件 .113.3.5 5M 探头,6#工件 .133.3.6 10M 探头,6#工件 .163.3.7 15M 探头,6#工件 .183.3.8 5M 探头,9#工件 .213.3.9 10M 探头,9#工件 .233.3.10 15M 探头,9#工件 .263.3.11 5M 探头,12#工件 .283.3.12 10M 探头,12#工件 303.3.13 15M 探头,12#工件 323.4 本章小结 344 实验数据整理与分析 344.1 数据整理 344.2 数据分析 365 总结与展望 365.1 论文总结 .365.2 展望 37参考文献 38致谢 391GH706 合金超声衰减系数测定1 绪论1.1 高温合金背景高温合金分为三类材料:760高温材料、1200 高温材料和 1500高温材料,抗拉强度 800MPa【1】 。依照现有的理论,760高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。根据制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按照强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。高温合金大多数用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件,还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置 2。GH706 合金是一种 Ni-Fe-Cr 基时效强化变形高温合金,具有良好的工艺性能和综合性能本文基于超声评价技术,通过分析超声衰减可以有效地了解GH706 合金,对 GH706 合金的超声检测工艺和检测方法能更有效的了解 3。1.2 高温合金国内外发展现状760高温材料发展过程从 20 世纪 30 年代后期起,英、德、美等国就着手研究高温合金。第二次世界大战期间,为了满足新式航空发动机的需要,高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40 年代初,英国首先在 80Ni-20Cr 合金中加入小量铝和钛,形成 相(gamma prime)以进行强化,研制成第一种具备较高的高温强度的镍基合金。同一时期,美国为了适用于活塞式航空发动机用涡轮增压器发展的需要,开始用 Vitallium 钴基合金制作叶片 【5】 。近年来,国内科研机构开始偏重于研究数字化多通道超声检测技术,并结合自动化控制技术,用于中小型管道类、曲面类构件的无损检测。例如,南京航空航天大学的芮华、徐大专把传统的超声波无损检测技术和先进的虚拟仪器、2数字信号处理、嵌入式操作系统等技术相结合,研制了一种新型满足了自动化探伤中高重复频率(1kbp s) 和实时报警等关键性能的要求的数字化超声波自动探伤系统 4。 国内研究的总体现状是,大多局限于声场理论的探讨和国外已有产品的仿造,缺少新的检测技术、检测方法以及检测系统设计方面的研究。1.3 超声检测技术国内外发展趋势当前国内外已经诞生了多种数字化便携式探伤仪,然而自动化超声波探伤系统仍以多通道模拟方式为主。此类仪器可靠性差,检测精度不高,操作不便,存在的问题有模拟闸门报警方法的虚警和漏检概率很大,检测性能达不到实际使用的要求,各通道之间参数的离散性大,不适合采用工业探伤标准;对波形的处理、存储比较困难,不利于探伤结果的保存和分析,因此采用数字化检测技术是必然的趋势 5。 现代超声无损检测技术正在向着数字化、自动化、智能化和系统化方向不断发展,材料缺陷检测中定位、定性、定量的可靠性也在不断得到提高。无损检测技术发展趋势是广泛采用计算机和信号处理技术来提高无损检测技术的可靠性,超声无损检测技术逐步从 NDI 和 NDT 向 NDE 过渡 67。1.4 论文结构安排第一章,绪论。在分析本论文的研究背景的基础上,主要阐述了高温合金的国内外发展趋势以及超声检测技术的国内外背景。第二章,超声测定衰减系数的方法和原理。本章主要阐述了超声测定衰减系数的具体方法以及实验原理。第三章,超声 C 扫测定衰减系数。本章主要介绍了超声 C 扫的工作原理以及测定 GH706 合金衰减系数的具体方法和步骤。第四章,数据处理与分析。本章主要对实验数据进行了整理并加以分析。第五章,总结与展望。简要总结了本论文的主要研究内容并对尚未进一步进行的研究内容提出了研究工作的展望。32 超声测定衰减系数的方法和原理选取需要测量的 GH706 合金作为样品,选用超声波 C 扫检测仪器,利用需要测量固态材料对超声波检测仪器进行调校;采用超声波 C 扫仪器,通过超声波 C 扫检测方式对需要测量的工件进行超声波检测,最少记录 2 次超声波回波的声压幅值和声程值 89;对于厚度较小,上下底面互相平行,表面光洁的薄板工件或试块,按记录的超声波回波的声压幅值、声程值,衰减系数按下面公式进行计算 1011:)()( )( m/dx-n2/lg0mB(2.1)式中: m、n 底波反射次数;、 第 m、n 次底波高度;Bn 反射损失,每次反射损失约为(0.51.0)dB;x 薄板的厚度 。对于厚度大于 200mm 的板材或者轴类零件,课根据第一、第二次底波 、1B高度来测定衰减系数,按下式计算2B)()( )( m/dx-n26/lg01BB(2.2)式中 : 、 第 一、二次底波高度;1B26 扩散衰减引起的分贝差; 反射损失,每次反射损失约为(0.51.0)dB;x 工件的厚度。43 超声波 C 扫测定衰减系数3.1 超声波 C 扫的结构图 1.1 超声波 C 扫仪器超声波 C 扫描系统由机械传动机构和水箱,超声波 C 扫描控制器,超声波 C 扫描探伤仪以及 PC 微机系统四部分组成:1 机械传动机构:机械传动机构是由水箱上部两侧装的导轨、导轨上支杆、步进电机组成。两根导轨分别代表纵轴、横轴,即 X 、Y 轴。支杆的交汇处就是探头所在处。可以通过手轮来调节探头的高低。2 超声波 C 扫描控制器:超声波 C 扫描控制器在扫查过程中由计算机控制。控制器控制着传动机构的运动。它有两种工作状态:手动和自动。手动用于探伤前调节探头初始位置。探伤前必须拨到手动档,通过前进和后退按钮调节探头 X 、Y 轴位置,使探头位于被检区域的一角。调节好后,应拨到自动档,通过计算机自动控制超声 C 扫描控制器。53.2 超声波 C 扫工作原理超声 C 扫描系统工作原理是由 5077PR 脉冲发射/ 接收仪发出方波脉冲激励源,激励探头发射超声波;超声波遇到被检测试件并在试件中继续传播,直到遇到声阻抗不同于时间声阻抗的介质时会发生反射、透射、折射等。探头接收到反射回来的超声波后通过 PicoScope 3207B 采集卡采集数据传递到计算机里面,经过 EVA 成像软件对数据进行处理形成图片。然后对图片进行处理,得到数据,再分析并计算得到衰减系数。5077PicoScope3207B 采集卡计算机EVA 成像软件试件水 水浸探头XY Z轴扫描电机驱动扫描驱动图 1.2 超声水浸 C 扫系统工作原理63.3 实验及数据处理3.3.1 实验步骤图 2.1 超声 C 扫程序操作界面如图 2-1,打开 A 通道,关闭 B 通道,样本长度改为 30000,时基改为 3,则 T=8ns.步距改为 1cm。分别用 5M,10M,15M 的探头对编号为 3#,6#,9#,12#的 GH706 合金工件进行超声 C 扫描。一共得出 12 组数据和图片,如下:3.3.2 5M 探头,3#工件经过扫描,拉直之后的到的 C 扫图如下:图 2-2图 2.2 超声 C 扫图图 2.3 声速分布图7图 2.2 为 3#工件,5MHZ 探头 C 扫的结果图,经数据处理得到图 2.3、图2.4,其中,图 2.3 为 3#工件声速分布图,有图片可知,3#工件的声速大致在5800m/s 左右。图 2.4 为 3#工件超声衰减 dB 值的分布图,有图片可知,衰减值在 0.22dB 左右。3#工件 5M 探头 C 扫的波形图如图 2.5:图 2.5 C 扫波形图将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下:(1)衰减 dB 值散点分布图 2.6 衰减散点分布图图 2.4 衰减分布图8(2)声速散点分布图我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-1 声速与衰减系数数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v10 3 0.301799216 5797.10 10 4 0.223712505 5830.9011 3 0.327669644 5830.90 10 4 0.223712505 5813.9511 3 0.327669644 5830.90 11 3 0.327669644 5830.9011 4 0.249582934 5822.41 10 3 0.301799216 5830.9010 3 0.301799216 5813.95 10 3 0.301799216 5813.9510 3 0.301799216 5822.41 11 3 0.327669644 5822.4110 3 0.301799216 5830.90 11 3 0.327669644 5830.911 4 0.249582934 5830.90 11 3 0.327669644 5822.4111 4 0.249582934 5822.41 11 3 0.327669644 5813.9511 4 0.249582934 5830.90 10 3 0.301799216 5822.4111 3 0.327669644 5830.90 10 3 0.301799216 5830.90通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.294613983dB/mm,声速V 的平均值为 5823.97m/s。3.3.3 10M 探头 3#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.8图 2.8 C 扫结果图图 2.7 声速散点分布图图9经数据处理后得到声速分布图如图 2.9衰减分布如图 2.10图 2.10 衰减分布图由图可知,10M 探头扫查的 3#工件声速大致在 5800m/s 左右,衰减系数主要集中在 0.23dB 左右。扫查的波形图如图 2.11:图 2.11 C 扫波形图图 2.9 声速分布图10将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下:图 2.12 声速、衰减散点分布我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-2 声速与衰减系数数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v34 14 0.215844301 5805.51 37 14 0.238796055 5813.9534 13 0.235959728 5813.95 36 13 0.251474468 5813.9535 13 0.243827933 5813.95 36 13 0.251474468 5797.1035 13 0.243827933 5805.51 35 13 0.243827933 5813.9536 13 0.251474468 5813.95 35 13 0.243827933 5805.5135 13 0.243827933 5813.95 35 13 0.243827933 5813.9535 14 0.223712505 5805.51 36 14 0.231359041 5805.5134 13 0.235959728 5813.95 37 13 0.258911482 5813.9534 14 0.215844301 5805.51 36 14 0.231359041 5797.1034 14 0.215844301 5813.95 37 14 0.238796055 5805.5136 14 0.231359041 5805.51 37 14 0.238796055 5805.51通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.237724211dB/mm,声速V 的平均值为 5808.96m/s。3.3.4 15M 探头 3#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.13图 2.13 C 扫结果图11经数据处理后得到声速分布图如图 2.14图 2.14 声速分布图衰减分布如图 2.15由图可知,15M 探头扫查的 3#工件声速大致在 5800m/s 左右,衰减系数主要集中在 0.25dB 左右。扫查的波形图如图 2.16:图 2.16 波形图图 2.15 衰减分布图12将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下:图 2.17 衰减、声速散点图我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-3 衰减和声速数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v42 17 0.220500231 5797.10 42 17 0.220500231 5797.1042 21 0.163143747 5788.71 40 15 0.241230458 5797.1041 19 0.18376891 5797.10 38 11 0.31149432 5805.5141 19 0.18376891 5797.10 38 13 0.266150153 5805.5141 17 0.213959335 5797.10 40 13 0.280072899 5805.5140 14 0.259957472 5805.51 40 15 0.241230458 5797.1040 15 0.241230458 5788.71 39 11 0.318544951 5813.9541 16 0.230414921 5797.10 39 13 0.273200784 5805.5142 18 0.204985491 5797.10 41 14 0.266659888 5813.9541 17 0.213959335 5797.10 39 12 0.294927101 5797.1042 17 0.220500231 5797.10 42 17 0.220500231 5797.10通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.241485003dB/mm,声速V 的平均值为 5800.05m/s。133.3.5 5M 探头, 6#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.18图 2.18 C 扫结果图经数据处理后得到声速分布图如图 2.19衰减分布如图 2.20图 2.20 衰减分布由图可知,5M 探头扫查的 6#工件声速大致在 5800m/s 左右,衰减系数主要集中在 0.24dB 左右。图 2.19 声速分布14扫查的波形图如图 2.21:图 2.21 C 扫波形图将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下:图 2.22 衰减、声速散点分布15我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-7 声速和衰减数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v10 3 0.232153243 5733.18 7 2 0.242340406 5733.189 3 0.210154449 5714.28 7 3 0.157681147 5561.4910 3 0.232153243 5726.87 7 2 0.242340406 5726.879 2 0.294813709 5869.07 7 2 0.242340406 5720.579 2 0.294813709 5726.87 6 2 0.210154449 5701.758 2 0.27022115 5726.87 6 2 0.210154449 5726.879 3 0.210154449 5726.87 6 2 0.210154449 5714.288 2 0.27022115 5726.87 5 1 0.316812502 6788.517 2 0.242340406 5855.85 5 1 0.316812502 7375.887 2 0.242340406 5714.28 5 2 0.172086543 5701.7510 3 0.232153243 5733.18 7 2 0.242340406 5733.18通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.241012159dB/mm,声速V 的平均值为 5863.61m/s。3.3.6 10M 探头,6#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.23图 2.23 C 扫结果经数据处理后得到声速分布图如图 2.24图 2.24 声速分布16衰减分布如图 2.25图 2.25 衰减分布由图可知,10M 探头扫查的 6#工件声速大致在 5700m/s 左右,衰减系数主要集中在 0.22dB 左右。扫查的波形图如图 2.26:图 2.26 C 扫波形图17将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下:图 2.27 衰减、声速散点分布我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-7 声速和衰减数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v38 10 0.259511345 5714.28 40 12 0.232153243 5726.8738 10 0.259511345 5720.57 39 12 0.226867 5720.5738 10 0.259511345 5726.87 38 12 0.221443438 5720.5739 11 0.245034578 5720.57 38 12 0.221443438 5720.5738 11 0.239611015 5714.28 38 13 0.204730887 5720.5738 12 0.221443438 5714.28 37 12 0.21587523 5720.5738 12 0.221443438 5720.57 37 13 0.199162679 5720.5738 11 0.239611015 5720.57 38 12 0.221443438 5720.5739 12 0.226867 5720.57 37 12 0.21587523 5726.8740 12 0.232153243 5720.57 37 12 0.21587523 5726.8738 10 0.259511345 5714.28 40 12 0.232153243 5726.87通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.228978379dB/mm,声速V 的平均值为 5720.89m/s。183.3.7 15M 探头,6#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.28图 2.28 C 扫结果经数据处理后得到声速分布图如图 2.29衰减分布如图 2.30图 2.30 衰减分布由图可知,15M 探头扫查的 6#工件声速大致在 5700m/s 左右,衰减系数主要集中在 0.25dB 左右。图 2.29 声速分布19扫查的波形图如图 2.31:图 2.31 C 扫波形将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下图 2.32 衰减、声速散点分布20我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-7 声速和衰减数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v25 4 0.286933701 5701.75 25 4 0.232153243 5701.722 3 0.245034578 5714.28 30 5 0.245034578 5708.0128 5 0.281510138 5714.28 33 7 0.281510138 5701.7526 6 0.245034578 5701.75 22 6 0.286933701 5579.3921 4 0.245034578 5714.28 27 5 0.232153243 5708.0126 4 0.281510138 5714.28 32 6 0.253943137 5708.0131 6 0.259511345 5714.28 35 8 0.25032082 5701.7532 6 0.245034578 5708.01 29 5 0.232153243 5708.0126 5 0.232153243 5708.01 34 7 0.245034578 5708.0131 7 0.245034578 5708.01 31 6 0.232153243 5701.7525 4 0.286933701 5701.75 25 4 0.232153243 5701.75通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.252909069dB/mm,声速V 的平均值为 5701.27m/s。3.3.8 5M 探头, 9#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.33图 2.33 C 扫结果经数据处理后得到声速分布图如图 2.34图 2.34 声速分布21衰减分布如图 2.35图 2.35 衰减分布由图可知,5M 探头扫查的 9#工件声速大致在 5700m/s 左右,衰减系数主要集中在 0.22dB 左右。扫查的波形图如图 2.36:将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下:图 2.36 扫查波形22图 2.37 衰减、声速散点分布我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-7 声速和衰减数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v17 6 0.227788769 5742.38 17 6 0.227788769 5756.9917 5 0.271535313 5756.99 17 6 0.227788769 5749.6818 6 0.241503456 5749.68 17 6 0.227788769 5756.9917 6 0.227788769 5749.68 17 6 0.227788769 5756.9917 6 0.227788769 5749.68 17 6 0.227788769 5749.6817 6 0.227788769 5756.99 16 6 0.213242394 5749.6817 6 0.227788769 5756.99 16 6 0.213242394 5756.9916 6 0.213242394 5742.38 16 6 0.213242394 5742.3817 6 0.227788769 5749.68 16 6 0.213242394 5749.6817 6 0.227788769 5756.99 16 6 0.213242394 5749.6817 6 0.227788769 5742.38 17 6 0.227788769 5756.99通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.226297918dB/mm,声速V 的平均值为 5751.51m/s。3.3.9 10M 探头,9#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.38图 2.38 C 扫结果23经数据处理后得到声速分布图如图 2.39:图 2.39 声速分布衰减分布如图 2.40图 2.40 衰减分布由图可知,10M 探头扫查的 9#工件声速大致在 5700m/s 左右,衰减系数主要集中在 0.23dB 左右。24扫查的波形图如图 2.41:图 2.41 扫查波形将所有图片数据整理,随机取 3000 个点,其散点分布图如下:图 2.42 衰减、声速散点分布25我们随机选取其中 20 组数据作为参考数据如下:表 2-8 声速和衰减数据表Bottom1 Bottom2 dB v Bottom1 Bottom2 dB v33 8 0.247578254 5764.33 29 7 0.219167181 5756.9933 9 0.241503456 5756.99 29 7 0.235721448 5756.9932 9 0.241503456 5764.33 30 6 0.235721448 5764.3332 8 0.223721863 5764.33 31 7 0.235721448 5756.9932 8 0.229796661 5764.33 31 7 0.235721448 5764.3332 7 0.223721863 5764.33 31 8 0.247578254 5756.9931 8 0.229796661 5756.99 30 8 0.241503456 5756.9930 7 0.229796661 5764.33 30 8 0.235270853 5764.3330 7 0.213242394 5771.68 30 9 0.254476437 5756.9930 7 0.219167181 5771.68 31 9 0.228872029 5756.9933 8 0.247578254 5764.33 29 7 0.219167181 5756.99通过求平均值可以得到衰减系数 的平均值为 0.233479122dB/mm,声速V 的平均值为 5761.76m/s。3.3.10 15M 探头,9#工件经扫查、拉直后的 C 扫图如图 2.43图 2.43 C 扫结果经数据处理后得到声速分布图如图 2.44:图 2.44 声速分布- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- GH706 合金 超声 衰减系数 测定
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文