GH706合金超声衰减系数测定.doc

1、 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

2、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 distanc

3、e,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 me

4、dium.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

5、 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 Attenuatio

6、n 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，

7、9#工件233.3.10 15M探头，9#工件263.3.11 5M探头，12#工件28 3.3.12 10M探头，12#工件30 3.3.13 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39GH706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

8、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，

9、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、数字信号处理、

10、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(1kbps)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

11、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

12、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。2 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10

13、11： （2.1）式中： m、n 底波反射次数； 、 第m、n次底波高度； 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、高度来测定衰减系数，按下式计算 （2.2）式中 ：、 第 一、二次底波高度； 6 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。3 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

14、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。3.2 超声波C扫工作原理EVA成像软件PicoScope3207B采集卡5077 图1.2 超声水浸C扫系统工作原理 计算机扫描驱动 电机驱动XY Z轴扫描水水浸探头 试件 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