иконувалися експериментів показані на рис. 3. p> В якості зразків використовували Алюміневая-магнієвий сплав, технічний алюмінієвий сплав і оптичне стекло. Для них виміряні акустопружності коефіцієнти. Вимірювання виконували імпульсним методом з урахуванням зміни фази імпульсу і методом безперервних хвиль з накладенням модуляції. Точність першого методу була на 10% вище, результати показані на (рис. 4). br clear=all>В В В
Рис. 3 Напрямки поширення плоских хвиль (1) і докладені напруги (2)
В
Рис. 4. Відносні зміни швидкості дс/с залежно від деформацій для варіантів, показаних на рис. 3
Стосовно до сталей У8 і ШХI 5 встановлено [2], що амплітуда сигналу, збуджуваного ЕМА-перетворювачем, однозначно і практично лінійно зменшується зі збільшенням мікровикривлень кристалічної решітки (е), характеризують мікронапруги. Значення (е) вимірювали рентгеноструктурним методом. Зменшується також резонансна частота коливань зразка, порушуваного ЕМА способом, але в значно меншому ступені. p> Виявлений ефект дає можливість використовувати ЕМА-перетворення для оцінки внутрішніх напружень при термічній обробці вуглецевих і слаболегіровинних сталей. Це тим більше важливо, що ефект проявляється при температурах відпустки 200 ... 600 град. де магнітні й електричні методи контролю неефективні.
У таблиці [6], в якій наведено швидкості звуку в різних ліг сталях в різних станах обробки, відмінності в обох швидкостях звуку становлять менше 5%. За впливом легуючих елементів ніякої систематики НЕ вбачається, проте зі стояння обробки (відпал, загартування, термічне поліпшення, холодна деформація) позначаються на швидкості звуку набагато сильніше, ніж легуючі елементи. Як правило, обидві швидкості звуку під впливом легуючих домішок зменшуються; зазвичай це відноситься і до загасання звуку. Відхиленими від величини з 5,93 км/с для багатьох практичних цілей можна знехтувати, але у випадку точного вимірювання товщини стінки це неприпустимо. Між тим відхилення поперечної швидкості звуку на 1% вже призводить до зміни кута заломлення на 1,5 В° при його початковому значенні 70 В°. Отже, в критичних випадках, наприклад при граничному вугіллі для поверхневих або головних хвиль, це відхилення потрібно враховувати. У такому випадку певну роль відіграє і зменшення швидкості звуку з температурою [1,7].
Термічна або механічна обробка металу призводить до перебудові структури і появі мікродефектів. Наприклад, у процесі втомних випробувань змінюється дислокаційна структура і накопичуються втомні пошкодження. Слідчий але, є підстави очікувати змін швидкості ультразвуку при механічних навантаженнях. Напруги акустичних коливань, використовувані в ультразвукових вимірах, значно менше напружень тертя, тому швидкість ультразвуку може характеризувати перестроювання і закріплення дислокацій, виникнення мікропор в процесі циклічних навантажень. Криві зміни модуля пружності в процесі втоми являють собою як би дзеркальне відображення аналогічних кривих внутрішнього тертя. Як правило, моменту появи мікротріщин втоми відповідає одночасне помітне збільшення внутрішнього тертя і зменшення модуля пружності. Перерозподіл домішкових атомів в металі може бути зареєстроване за швидкості ультразвуку. Єдиною фізичною характеристикою, яка змінюється (росте) разом з розвитком відпускної крихкості, є внутрішнє тертя.
1.2 Втомні мікропошкодження
Металеві конструкції і деталі машин в процесі експлуатації піддаються дії змінних в часі механічних навантажень, які можуть стати причиною втомних змін структури металу та накопичення мікродефектів, отже, освіти макродефектів, зародження тріщин і руйнування виробу. Для виявлення мікротріщин можна скористатися методом, заснованим на зміні швидкості звуку в металі в залежності від структури та накопичення мікродефектів при експлуатації під впливом циклічно мінливих навантажень і температури. Визначаючи закономірності кінетики накопичення мікродефектів в металі при втомному навантаженні, можна встановити поріг, вище якого формуються небезпечні для подальшої експлуатації тріщини.
Швидкість поширення ультразвуку вимірювали за принципом автоціркуляціі імпульсів. Дослідження залежності швидкості ультразвуку від різних параметрів втомних випробувань виконували [1] на плоских зразках з стали 45. Попередня термічна обробка зразків складалася з нагріву при 870 гр. протягом 0,5 год і охолодження на повітрі. Зразки циклічно навантажували в нульовому циклі напружень (R = 0) при двох температурах: 20 і 200 гр. з частотою циклу 5 Гц і рівнями максимальних напружень циклу 320, 400 і 550 МПа. Число циклів доводили до 10е5. br/>В
Рис. 5. Крива втоми для дослідженої сталі з коефіцієнтом асиметрії R = 0 (б) (N - кількість циклів)
Швидкість звуку вимірювали до і після прикладання навантажень. Частина зразків випробували до руйнування методом малоцикловой втоми. Швидкість поверхневих хвиль вимірювали періодично, в...
