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专利号: 2017100191727
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)选定待评价金属材料试样,制备参考试样,基于试样元素成分分析,通过合金相图制定并优化热处理工艺,进而获得不同晶粒尺寸的试样,并分别标记为S1-S6;

(2)改变超声波中心频率,并建立不同中心频率时S1-S6试样超声波接收信号幅值与超声波传播距离间的对应关系,进而优化超声波探头中心频率及其传播距离,制作传播距离固定不变的双超声波探头;

(3)依次采集S1-S6试样与参考试样的超声波信号,并定义参考试样超声波信号为参考信号,分别计算S1-S6试样超声波信号与参考信号间的时间差,且测量S1-S6试样与参考试样晶粒尺寸间差;

(4)测量待评价试样的应力值,对应力影响超声波信号间时间差进行修正,具体步骤如下:i.结合静载拉伸实验测量参考试样的静载拉伸力学性能;

ii.以参考试样弹性应力极限作为最高加载应力,设定加载程序,结合静载拉伸标定实验,采集并计算各应力时参考试样超声波信号间时间差,进而建立超声波信号间时间差与应力间对应关系;

iii.采用线性函数对超声波信号间时间差与应力结果进行拟合,得到参考试样的超声波声弹性公式;

iv.测量待评价试样与参考试样间的应力差,通过参考试样的超声波声弹性公式计算该应力差引起的超声波信号间时间差,进而对步骤(3)中超声波信号间时间差进行修正;

(5)采用拟合函数对步骤(3)中超声波信号间时间差修正值与晶粒尺寸差值进行拟合,获得超声波信号间时间差修正值与晶粒尺寸差间得关系式;

(6)采集待评价金属材料的超声波信号,计算其与参考信号间的时间差,并代入式步骤(5)中拟合公式计算晶粒尺寸的差值,进而与参考试样晶粒尺寸进行叠加,最终获得待评价试样的晶粒尺寸。

2.如权利要求1所述的一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,步骤(1)中所述参考试样为原始试样,且经过真空去应力退火热处理。

3.如权利要求1所述的一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,步骤(1)中所述S1-S6试样经过真空去应力退火热处理,该热处理工艺与参考试样热处理工艺相同,其残余应力值与参考试样的残余应力值间的差别忽略不计。

4.如权利要求1所述的一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,步骤(2)中所述优化的方法是以试样超声波接收信号幅值为评价参数,实现超声波探头中心频率及传播距离的优化。

5.如权利要求1所述的一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,步骤(3)中还通过采用特制的超声波探头夹具实现超声波探头与试样间耦合压力的调控,进而避免超声波信号幅值对评价结果的影响。

6.如权利要求1所述的一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,步骤(4)中还通过采用超声波技术实现应力差影响超声波信号间时间差的计算。

7.如权利要求1所述的一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,步骤(4)中还通过采用线性函数对符合线性规律的结果按下式(1)进行拟合:y=a·x   (1) 。

8.如权利要求1所述的一种应力影响超声波评价金属材料晶粒尺寸的修正方法,其特征在于,步骤(5)中通过线性叠加方式实现步骤(3)中超声波信号间时间差的修正,且线性叠加的正负号取决于待评价试样与参考试样间应力差值的正负。