GH706合金超声衰减系数测定-开题报告.doc

1、XX大学毕业设计（论文）开题报告题目 GH706合金超声衰减 系数测定专 业 名 称 测控技术与仪器班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 一选题背景及研究的目的和意义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。或者说是指在760-1500以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料【1】。按照现有的理论，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。按制备工艺可分为变形

2、高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。按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。高温合金主要用于制造航空、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。二国内外发展及研究概况超声检测作为无损检测的五大常规检测（超声、射线、磁粉、渗

3、透和涡流）方法之一，是目前国内外使用最广泛、使用频率最高、发展也最快的一种检测技术。利用超声波检测材料内部结构和缺陷的设想早在 1929 年就已提出。随着各种新型材料的研制与应用，超声检测技术与力学、材料科学的联系更加深入密切，使得超声检测技术和超声评价技术有了更大的进步。目前，超声无损检测及超声评价正随着科学技术的进步和社会生产的需要而变得日益重要，已被普遍应用到航空航天、海洋、化工、医疗等多个领域。随着技术的发展，新的检测方法和检测工艺不断推出，脉冲反射法和仪器的出现给了超声检测新的生命力，随着电子技术的进步，以前制约电子仪器性能的指标取得了突破性的进展，从此脉冲反射法得到了大量的工业应用

4、，这道目前仍然是通用性最好、使用最广泛的检测方法之一。 1)国内现状1200高温材料和1500高温材料目前中国还没有使用。2000年以来，国内研究机构和高校主要侧重于超声相控阵技术。例如清华大学的施克仁教授和鲍晓宇博士、电子测试技术国防科技重点实验室利用数字波形相位延时技术，设计实现了多通道相控阵超声检测实验系统，达到了很高的发射延时分辨率。中国石油天然气管道科学院联合上海电气自动化设计研究所等单位，通过对超声波相位控制和电子方法，实现了超声波声束聚焦、偏转。与国外同类产品相比，增加了横向裂纹的扫描检测、三维动态缺陷显示功能4。近年来，国内科研机构开始侧重于研究数字化多通道超声检测技术，并结合

5、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、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。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制，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。换能器的研制上没有创新，为了达到聚焦和偏转的目的通常只考虑数字延时，几乎都未考虑强度控制。国内外超声相控阵的检测仪器价格昂贵，无法实现可控强度聚焦和偏转。 2)国外现状760高温材料发展过程

6、从20世纪30年代后期起，英、德、美等国就开始研究高温合金。第二次世界大战期间，为了满足新型航空发动机的需要，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合金中加入少量铝和钛，形成相（gamma prime）以进行强化，研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期，美国为了适应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。此外，美国还研制出Inconel镍基合金，用以制作喷气发动机的燃烧室。以后，冶金学家为进一步提高合金的高温强度，在镍基合金中加入钨、钼、钴等元素，增加铝、钛含量，研制出一系列牌号的合金，如英国的“N

7、imonic”，美国的“Mar-M”和“IN”等；在钴基合金中,加入镍、钨等元素，发展出多种高温合金，如X-45、HA-188、FSX-414等。由于钴资源缺乏，钴基高温合金发展受到限制【5】。40年代，铁基高温合金也得到了发展，50年代出现A-286和Incoloy901等牌号，但因高温稳定性较差，从60年代以来发展较慢。苏联于1950年前后开始生产“”牌号的镍基高温合金，后来生产“”系列变形高温合金和系列铸造高温合金。中国从1956年开始试制高温合金，逐渐形成“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金。70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘，研制出单晶叶

8、片等高温合金部件，以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要。 3)超声检测技术国内外发展趋势目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。这类仪器可靠性差，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要求，各通道之间参数的离散性大，不便于采用工业探伤标准；对波形的处理、存储困难，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。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发展，材料缺陷检测中定位、定性、定量的可靠性将不断得到提高。世界无损检测技术发展趋势是广泛采用

9、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。超声波无损探伤是初级阶段，它的作用仅仅是在不损害零部件的前提下，发现其人眼不可见的内部缺陷。以满足工业设计中的强度要求。而超声无损评价是超声检测发展的最高境界，不但要检测缺陷的有无，还要给出材质的定量评价，也包括对材料和缺陷的物理和力学性能的检测及其评价。三研究内容及实验方案超声波在介质中传播，声波衰减与介质的特性和状态有关系，试用超声声速测定仪研究超声波在GH706合金中的衰减系数，并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在GH706合金的衰减系数的影响。选取需要测量的GH706合金作为样

10、品；选用超声波检测仪器，利用需要测量固态材料对超声波检测仪器进行调校；使用调整好的超声波仪器，采用常规超声波检测方法对需要测量的固态材料进行超声波检测，至少记录次超声波回波的声压幅值及声程值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： （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）式中 ：、 第 一、二次底波高度 6 扩散

11、衰减引起的分贝差 反射损失，每次反射损失约为（0.51.0）dBx 工件的厚度四目标、主要特色及工作进度目标:用超声检测仪测量出底波高度，并计算出衰减系数。特色:通过研究衰减系数可以有效改进GH706合金超声检测方法。工作进度：1. 查阅GH706高温合金超声检测工艺的相关资料了解并撰写开题报告,翻译文献； 02.2403.302. 研究GH706合金特征及检测方法； 03.2104.153. 研究GH706合金超声检测方法； 04.1604.304. 研究该工件的超声检测工艺； 04.2005.105. 数据处理； 05.1105.256. 总结并撰写论文，答辩。 05.2606.20五、参

12、考文献1 蔡玉林, 郑运荣. 高温合金的金相研究M.北京：Military Industry Press, 19842 龙正东. 国外Inconel 706合金的研究进展J. 材料导报,1995,5：14-19.3阎冀章. In706合金长时组织稳定性研究J. 航空材料报,2006,26(3):291-292.4 姚永丰. Inconel 706高温合金述评M.北京： 中国学术期刊电子出版社, 20145 Fesland P. International Special Emphasis Symposium on SpueralloysJ. NDT&E International, 1994,

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