钛合金各向异性对超声探伤灵敏度的影响

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摘要
本文介绍了一些钦合金与合金钢棒材的声学各向异性对超声波探伤灵敏度影响的对比试验，发现合金的声学各向异性在棒材上的表现比合金钢棒材稍显著，而在锻件上的表现则不明显，认为在制作达合金棒材超声波探伤标准试块时应注意纤维方向问题。
正文
目前，由于钦合金具有强度高、抗腐蚀性好等突出的优点而在航空工业上得到越来越广泛的应用。由于对它的声学各白异性尚不够了解，因而在制作超声探伤标准试块时对这个问题是否需要加以考虑。
实验条件:超声波探伤仪，5MHz14mm单直探头(实测回波频率5MHZ)，20#机油合，接触法。
所试验的棒材均为轧棒(供货状态)，加工成如图所示形状。
试样的四个平面均用磨床加工，保证各相对两面的平行，轴向a与径向b的金属声程同为H。
钻平底孔前先测量a和b各自第一、二次底波高度差的dB值，然后再在a向和b向平面对面中心各钻一个平底孔，而且两个平底L的埋藏深度相同为h,测量a、b向探测平底孔反射波高相差的dB值(ab)
从上述结果得到看法如下1)一般合金结构钢的声学各向异性对超声探伤灵敏度的影响很不明显(2)合金并坯、锻件的声学各向异性对超声探伤灵敏度的影响也是非常微弱的，可能与锻造组织状态有关.(3)合金棒材的声学各向异性对超声探伤灵敏度有相对较为明显的影响，以轴上一、二次底波高度差值较大，而径向探测平底孔回波较高，这种现象可能是因为钦合金中沿拉长的晶界对声波有较大的吸收衰减所致[1]。因此，在制作合全棒材超声波探伤标准试块时，应考虑声学各向异性的影响，即使标准试块上超声投射方向与材料纤维方向的关系与被检棒材的情况相一致为好，因为航空用然合金的超声探伤验收标准都比较严格，因此其声学各向异性的影响有可能影响到探伤定量的准确性。
以上试验中需要说明的是:
(1)由于是采用接触法检查，数据有可能因为声耦合波动而造成误差，故在相同表面光洁度、耦合剂和接触压力等条件下，采用多次测量一致的结果。
(2)平底孔钻制的精度会各有差异，故对平底孔的测量值仅供参考，主要是观察一、二次底波高度差。