奧氏體不銹鋼組織超聲無損評價研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼是以鉻、鎳為主要合金元素，碳在γ相中的固溶體，它具有良好的耐腐蝕性和低溫韌性、強抗高溫蠕變能力、不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度等優(yōu)點，廣泛用于制作要求良好綜合性能的設備和機件。在高溫環(huán)境中使用的部件，晶粒會不斷長大，出現(xiàn)蠕變損傷，強度降低；在腐蝕環(huán)境中使用的部件，腐蝕介質(zhì)會導致部件產(chǎn)生腐蝕。所以為了保證設備安全，必須進行晶粒度測量和壁厚測量。金相法是常規(guī)測量晶粒尺寸的一種破壞性方法，工序多、周期長，不適合在役設備檢測。本論文針對奧氏體不

2、銹鋼的單一奧氏體相特點，將任何聲速的變化歸因于晶粒度的變化，利用傳播速度和衰減這兩個材料超聲表征可測參量，研究奧氏體不銹鋼平均晶粒尺寸與超聲聲速和衰減之間的關系，實現(xiàn)奧氏體不銹鋼組織的超聲無損評定，為在役奧氏體不銹鋼制件監(jiān)測提供一種無損、快速、全面的檢測手段。
　　本論文先從材料學和超聲學的角度對試樣材質(zhì)和尺寸進行選擇和設計，然后對0Cr18Ni9不銹鋼試樣進行固溶處理（分空冷和水淬兩種冷卻情況）和金相試驗，采用500mm測量網(wǎng)格

3、截點法測量試樣的平均晶粒尺寸，最后利用超聲聲速法、相對衰減法和頻譜分析法對試樣進行晶粒尺寸超聲評價研究，并結合金相法建立奧氏體不銹鋼組織與超聲信號的關系。
　　結果表明：
　　（1）固溶溫度升高，或者同一固溶溫度下，增加保溫時間，晶粒尺寸增大；在其他條件一定時，水淬條件下晶粒尺寸長大速度比空冷條件下的快。
　　（2）晶粒尺寸增大，聲速減小。水淬條件下奧氏體不銹鋼平均晶粒尺寸與超聲聲速呈一次指數(shù)衰減關系，空冷條件下呈線性

4、關系。
　　（3）對于不同晶粒尺寸的奧氏體不銹鋼，f一定時，晶粒愈粗大，組織愈不均勻，聲波衰減也愈大，且衰減系數(shù)和平均晶粒尺寸之間的關系符合三次多項式。
　?。?）奧氏體晶粒尺寸不同時，相鄰晶粒之間的聲阻抗不同，對超聲波的散射也不同。晶粒越大，散射越嚴重，回波頻譜的頻率隨晶粒尺寸的增大而降低，結構噪聲頻譜的頻率隨晶粒尺寸的增大而增大。能譜點分析發(fā)現(xiàn)固溶溫度升高，或者同一固溶溫度下，增加保溫時間，固溶度增加，溶質(zhì)原子溶入溶劑使