1.一种熔覆层厚度影响超声波评价熔覆层应力的修正方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一,选定待熔覆的基体,确定制备熔覆层的工艺方法,优化其工艺参数,在基体表面制备不同厚度的多组熔覆层,采用机加工方法保证熔覆层表面粗糙度Ra满足超声波检测要求;
步骤二,依据金属材料室温拉伸试验方法制备用于静载拉伸的参考试样和若干熔覆层试样,测定参考试样和不同厚度的若干熔覆层试样的力学性能,在试样弹性变形状态下,固定超声波参数恒定不变,采集预定载荷下熔覆层的超声波信号,并计算由应力引起的超声波信号时间延迟;
步骤三,基于超声波声弹性理论,采用线性函数,对超声波信号时间延迟与应力进行线性拟合,得到不同厚度的熔覆层试样的超声波声弹性系数,采用幂函数,对超声波声弹性系数与熔覆层厚度进行拟合,得到如下超声波声弹性系数与熔覆层厚度关系式(1);
b
k=a·h (1)
式中,a和b为系数,k为超声波声弹性系数,h为熔覆层厚度;
步骤四,对熔覆层试样和参考试样分别进行去应力处理,依据其超声波能量衰减程度(由熔覆层厚度变化引起的超声波能量衰减不大于50%),选取最优的检测参数,固定超声波传播方向恒定不变,采集并提取无应力状态参考试样和熔覆层试样的超声波信号幅值,采用幂函数,对超声波信号幅值与熔覆层厚度进行拟合,得到如下超声波信号幅值与熔覆层厚度关系函数式(2);
n
A=m·h (2)
式中,m和n为系数,A为超声波信号幅值,h为熔覆层厚度;
步骤五,选取步骤四中超声波检测参数及超声波传播方向,采集待评价熔覆层试样的超声波信号,提取其幅值,代入式(2),得到待评价熔覆层试样的厚度;
步骤六,将待评价熔覆层试样的厚度代入式(1),得到该厚度熔覆层试样的超声波声弹性系数,其超声波声弹性公式见式(3);
Δt=k·σ (3)式中,Δt为超声波信号时间延迟,k为超声波声弹性系数,σ为应力;
步骤七,计算无应力状态下,各不同厚度熔覆层试样与参考试样超声波信号的时间延迟,并采用幂函数函数,对结果进行拟合,得到如下超声波信号时间延迟与熔覆层厚度间关系式(4);
y
ΔT=x·h (4)式中,x,y为系数,ΔT为超声波信号时间延迟,h为熔覆层厚度;
步骤八,将待评价熔覆层厚度代入式(4)得到其超声波信号时间延迟;
步骤九,采用步骤二中超声波检测参数,采集待评价熔覆层试样的超声波信号,并计算其与参考试样超声波信号的时间延迟,采用线性函数与步骤八中超声波时间延迟进行叠加,得到超声波信号时间延迟,进而实现熔覆层厚度对超声波评价熔覆层应力影响的修正,代入式(3),最终得到待评价熔覆层的应力。
2.根据权利要求1所述的熔覆层厚度影响超声波评价熔覆层应力的修正方法,其特征在于,步骤一所述基体的材质为低碳钢钢板。
3.根据权利要求1所述的熔覆层厚度影响超声波评价熔覆层应力的修正方法,其特征在于,步骤一所述粗糙度Ra为1.0。
4.根据权利要求1所述的熔覆层厚度影响超声波评价熔覆层应力的修正方法,其特征在于,步骤一所述多组熔覆层为不少于5组。
5.根据权利要求1所述的熔覆层厚度影响超声波评价熔覆层应力的修正方法,其特征在于,步骤二所述参考试样为无熔覆层的基体材料。
6.根据权利要求1所述的熔覆层厚度影响超声波评价熔覆层应力的修正方法,其特征在于,步骤二所述熔覆层试样为“基体材料+熔覆层”的复合试样。
7.根据权利要求1所述的熔覆层厚度影响超声波评价熔覆层应力的修正方法,其特征在于,步骤九所述时间延迟的叠加为线性叠加,且正负号取决于熔覆层厚度和应力对超声波传播速度的影响规律。