CN114324586A - 一种超声检测金属材料织构方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声检测金属材料织构方法，属于材料表征领域，解决了现有技术中金属材料厚大、样品织构体信息的快速获取难的问题。该方法包括：步骤1、样品加工处理；步骤2、超声声速检测；在每个样品的轧向表面和法向表面均匀采集，得到125行×125列超声信号；步骤3、超声声速与偏转角度拟合；步骤4、声速转化偏转角度及匹配；步骤5、欧拉角转化及取向信息可视化；先获取欧拉角数据，然后将欧拉角数据导入织构分析软件TSL OIM Analysis，并得到计算极图，实现取向信息可视化。本发明实现了金属材料织构体信息的快速表征。

Description

一种超声检测金属材料织构方法

技术领域

本发明涉及织构表征技术领域，尤其涉及一种超声检测金属材料织构方法。

背景技术

多晶材料制备加工过程中常出织构现象，织构作为一种特殊的组织结构是导致多晶材料力学性能各向异性的重要原因。

在研究多晶材料各向异性的过程中，常用的表征方法有X射线织构检测技术(XRD法)、电子背散射衍射技术(EBSD法)和中子衍射法。XRD法及EBSD法主要检测样品表层织构信息，XRD法统计性好，EBSD法精度高，中子衍射法可对样品体信息进行采集，但是，这三种表征方法的检测条件要求较高，且中子衍射法检测后样品具有放射性。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种超声检测金属材料织构方法，用以解决现有多晶材料力学性能各向异性的表征方法的检测要求较高，且检测后样品具有放射性的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种超声检测金属材料织构方法，包括以下步骤：

步骤1、样品加工处理；

步骤2、超声声速检测；

在每个样品的轧向表面和法向表面均匀采集数据，得到125行×125列超声信号；

步骤3、超声声速与偏转角度拟合；

提取采集的125行×125列超声信号中心区域60行×60列数据用于后续分析处理，对处理结果使用Origin绘制4组轧向平均声速与偏转角度关系曲线并绘制4组法向平均声速与偏转角度关系曲线，并拟合偏转角度、平均声速方程，得到以声速为自变量、偏转角度为因变量数学关系，即拟合方程；

步骤4、声速转化偏转角度及匹配；

将轧向声速数据代入相应拟合方程中，使用声速求取偏转角度，得到60×60个轧向偏转角度数据，定义其为α角；

将法向声速数据代入相应拟合方程中，使用声速求取偏转角度，得到60×60个法向偏转角度数据，定义其为γ角；

然后使用轧向偏转角度的每一行数据分别与法向60行×60列的每一行数据进行匹配，共得到60×60×60个(α，γ)偏转角度组合；

步骤5、欧拉角转化及取向信息可视化；

先获取欧拉角数据，然后将欧拉角数据导入织构分析软件TSL OIM Analysis，得到计算结果极图，实现信息可视化。

进一步地，在步骤2中，采集完超声信号后，使用MATLAB编程，对每个超声信号进行读取，通过程序依次读取一次底面波峰时间节点和二次底面波峰值节点，对两数据峰值时间节点的差值与设备采样频率进行求商，获得超声穿透样品时间差。

进一步地，在步骤2中，获得超声穿透样品时间差后，使用螺旋测微计测量样品轧向平面与法向平面边部及中心五点厚度，并求平均值，使用两倍厚度与时间差求商，可得数据各点声速，取中心区域60行×60列组数据作为计算数据。

进一步地，在步骤3中，超声声速与偏转角度拟合的过程为：将0°、30°、60°、90°四个偏转角度样品轧向声速、法向声速分别进行汇总，并分别求取声速平均值；使用Origin绘制4组轧向平均声速与偏转角度关系曲线、绘制4组法向平均声速与偏转角度关系曲线，并拟合偏转角度、平均声速方程，得到以声速为自变量、偏转角度为因变量数学关系。

进一步地，在步骤3中，金属材料为工业纯钛TA2热轧板；

对于工业纯钛TA2热轧板的轧向数据，得到声速x与偏转角度y关系：

函数区间为6031＜x＜6129

if x≥6129 y＝0；if x≤6031 y＝90；

将声速值代入该方程可得到相应的偏转角度。

进一步地，在步骤3中，对于工业纯钛TA2热轧板的法向数据，得到声速值x与偏转角度y关系：

y＝0.946x-5662.626 函数区间为6044＜x＜6081

if x≥6081 y＝90；if x≤6044 y＝55；

将声速值x代入该方程可得到相应的偏转角度。

进一步地，在步骤3中，对提取采集的125行×125列超声信号中心区域60行×60列数据用于后续分析处理时，处理过程为：使用2D核密度函数对提取后的数据分布情况进行汇总，排除超出数据平均值5％的数值，分别求取8组数据平均值。

进一步地，定义标准晶体坐标，将样品检测点的实测空间坐标依次绕z轴旋转

度、绕x轴旋转Φ度、绕z轴旋转

度后与标准晶体取向重合；

获取欧拉角数据的过程为：

根据欧拉角原理，欧拉角

Φ＝α，由于垂直于c轴方向各向同性，所以偏转角度

的取值理论上无法确定，即只可得到(0001)极图，

角的取值对其无影响，

值定义为任意值，得到欧拉角数据，即60×60×60组欧拉角。

进一步地，在步骤2中，超声声速检查的过程为：

使用超声波扫描显微镜对样品检测表面进行C扫，并对样品表面超声信号数据进行采集；然后使用水浸法对4组样品的法向和轧向表面进行C描，扫描区域覆盖整个样品表面，在每个样品的轧向表面和法向表面均匀采集125行×125列超声信号，完成采集后，共获得4组样品的两方向共8组数据。

进一步地，在步骤1中，样品加工处理过程为：

使用机械加工中心对样品表面进行加工，将样品表面加工至粗糙度为Ra1.6及以上；使用线切割沿与样品轧向夹角为0°、30°、60°、90°方向取样，并使用加工中心将样品加工为立方体，在样品表面对轧向、法向、法向进行标注。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)国内外常使用超声声速信息推导取向分布函数中包含织构取向信息的四阶织构系数的方法来反映样品的织构情况，该方法主要得出的是四阶织构系数，无极图及ODF等常用织构信息可视化表征方法，结果不够直观，除此之外，展开级数为四阶，精度较差。与现有技术相比，本发明得到的是检测样品各点的欧拉角，即织构信息；表征方法是拟合超声纵波声速与偏转角度关系，将纵波声速代入拟合方程，得到偏转角度，偏转角度匹配后得到欧拉角；结果评价为将拟合出来的极图对照目前已广泛认可且准确度较高的EBSD检测方法得到的极图，评价其可靠性；非级数展开法，不涉及展开级数及精度分析。

(2)检测范围大，统计性好。

(3)超声信号穿透检测材料，可获取体信息。

(4)易实现自动化，易推广至在线无损检测。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的计算结果与EBSD实测结果对照；

图2为本发明的0°、30°、60°、90°对应的轧向声速的部分数据；

图3为本发明的0°、30°、60°、90°对应的法向声速的部分数据；

图4为本发明的0°、30°、60°、90°对应的轧向α、γ角度的部分数据；

图5为轧向0°欧拉角计算的部分数据图。

其中a为EBSD实测结果0001极图；b为本发明的超声织构检测计算结果(0001)极图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明采用的超声检测织构原理为：

对于金属单晶而言，除金属钨等少量金属材料，其单胞弹性模量各向异性为普遍现象，另外，由于加工过程物理场的各向异性，导致金属多晶材料取向偏聚也不可避免，所以金属材料弹性模量各向异性为常见现象，只是强弱存在差异。本发明以六方结构钛为例，对超声检测多晶材料织构方法进行阐述。对于六方结构钛材料，其弹性模量存在明显各向异性；六方结构钛的单晶体c轴方向弹性模量为146.2MPa，垂直于c轴方向弹性模量为104Mpa。弹性模量的差异导致其各向声速存在差异，纵波声速沿c轴方向最快，为6520m/s，沿垂直于c轴方向最慢，为6130m/s，声速沿c轴方向与垂直于c轴方向相差390m/s，声速沿c轴方向向a轴方向过渡，随夹角的增大，逐步减小，而垂直于c轴方向各向同性。

对于多晶体而言，该现象因晶界及残余应力等因素的影响，其声速的各向异性现象存在一定的缩放，在实际检测中，对照实验数据，强织构样品各向声速仍有明显差异，且规律与单晶一致。

根据六方结构钛超声声速与晶体c轴夹角的关系，可获取c轴相对样品坐标系的夹角，对于一空间直线，其自由度为2，通过两方向的偏转角度，即可确定其空间位置，两垂直方向夹角的获取可转化为反应织构信息的欧拉角，以此原理为基础，以六方结构钛为研究对象，本发明提出了超声检测金属材料织构方法包括以下步骤：

步骤1、样品处理；

对于检测样品，需保证各平面平整且相对平行，由于热轧板材表面平整度较差，需要使用机械加工中心对其表面进行加工，加工后，样品表面粗糙度为Ra1.6以上；使用线切割沿与样品轧向夹角为0°、30°、60°、90°方向取样，并使用加工中心将样品加工为立方体，在样品表面对轧向、法向进行标注；

步骤2、超声声速检测；

使用PVA SAM 300超声波扫描显微镜对样品超声信息进行采集，使用水浸法对4组样品法向和轧向表面进行C描，扫描区域覆盖整个样品表面，在每个样品轧向表面和法向表面均匀采集125行×125列超声信号(行为扫描过程循环扫描方向，列为每次扫描增量方向)，然后使用MATLAB编程，对每个超声信号进行读取，通过程序依次读取一次底面波峰值时间节点和二次底面波峰值时间节点，对两底面波峰值的数据峰值时间节点的差值与设备采样频率进行求商，获得超声穿透样品时间差；具体为定义一次底面波峰值时间节点横坐标为x1，定义二次底面波峰值时间节点横坐标为x2，样品采样频率为n，则超声穿透样品时间差s＝(x2-x1)/n，时间单位为ns，采样频率n为设备的硬性指标。

需要说明的是，在上述步骤2中，使用螺旋测微计测量样品轧向平面与法向平面边部及中心五点厚度，分别为h1、h2、h3、h4、h5，并求平均值，平均厚度h＝(h1+h2+h3+h4+h5)/5；使用两倍厚度与时间差求商，可得数据各点声速(轧向声速和法向声速的计算方法一样吗，0°、30°、60°、90°对应的轧向声速的部分数据如图2所示，0°、30°、60°、90°对应的法向声速的部分数据如图3所示)，取中心区域60行×60列组数据作为计算数据。

需要解释的是，在上述步骤2中，对于特定厚度的样品，使用水浸法进行检测需选取与其相匹配的超声探头，以保证检测信号清晰完整。需要解释的是，厚度和超声探头之间存在的对应关系为：超声探头频率越高，精度越高，但穿透性越差，适用于小薄样品；超声探头频率越低，精度较差，穿透性好，适用于厚大样品。

在上述步骤2中，为得到较好的超声扫描信号，使用焦距0.5in、频率30MHz的超声探头。

步骤3、超声声速与偏转角度拟合；

为保证数据准确可靠，提取采集的125行×125列超声信号中心区域60行×60列数据用于后续分析处理，使用2D核密度函数对提取后的数据分布情况进行汇总，排除超出数据平均值5％的数值，分别求取8组数据平均值，使用Origin绘制4组轧向平均声速与偏转角度关系曲线、绘制4组法向平均声速与偏转角度关系曲线，并拟合偏转角度、平均声速方程，得到以声速为自变量、偏转角度为因变量数学关系；

需要说明的是，轧向数据和法向数据因加工过程受力条件有差异，残余应力有差别，因此需要分别计算，两者不能融合。

当金属材料为工业纯钛TA2热轧板时，对于工业纯钛TA2热轧板的轧向数据得到声速x与偏转角度y关系：

函数区间为6031＜x＜6129

if x≥6129 y＝0；if x≤6031 y＝90；

对于工业纯钛TA2热轧板的法向数据，得到声速x与偏转角度y关系：

y＝0.946x-5662.626 函数区间为6044＜x＜6081

if x≥6081 y＝90；if x≤6044 y＝55；

其中，轧向和法向偏转角度数据参照实测EBSD极图数据(如图1a所示)，角度分布在0-90°范围内，法向数据角度分布在55-90°，所以y值范围分别为0-90和55-90，声速数据轧向平均值上下限6166和6031，法向平均值上下限为6081和6044，所以x值范围分别6031-6166和6044-6081，将声速值代入该方程可得到相应的偏转角度。

步骤4、声速转化偏转角度及匹配；

将轧向声速数据代入相应拟合方程中，使用声速求取偏转角度，得到60×60个轧向偏转角度数据，定义其为α角；将法向声速数据代入相应拟合方程中，使用声速求取法向偏转角度，得到60×60个法向偏转角度数据，定义其为γ角；然后使用轧向偏转角度的每一行数据分别与法向60行×60列的每一行数据进行匹配，共得到60×60×60个(α，γ)偏转角度组合，部分数据如图4所示；

需要解释的是，在上述步骤4中，匹配过程为循环匹配，轧向偏转角度数据60行×60列，法向偏转角度数据60行×60列，使用轧向每行数据依次与法向60行数据匹配，因此匹配完成后得到60×60×60个偏转角度组合。

步骤5、欧拉角转化及取向信息可视化；

欧拉角表征取向原理为：定义标准晶体坐标，将样品检测点的实测空间坐标依次绕z轴旋转

度、绕x轴旋转Φ度、绕z轴旋转

度后与标准晶体取向重合，将以上三个角度作为织构的表征方法。

根据欧拉角原理，欧拉角

Φ＝α，由于垂直于c轴方向各向同性，所以偏转角度

的取值理论上无法确定，即只可得到(0001)极图，

角的取值对其无影响，于是定义

值为0°，得到欧拉角信息(指60×60×60组欧拉角)后，轧向0°的欧拉角计算的部分数据如图5所示，使用欧拉角数据导入织构分析软件TSL OIM Analysis，并得到计算极图，如图1中的b所示。

需要解释的是，在上述步骤5中，将欧拉角数据导入织构分析软件TSL OIMAnalysis后，TSL OIM Analysis软件有专门的处理功能，选用极图计算功能，直接可得到最终结果。

需要强调的是，将得到计算极图，以完成准确性和可靠性的验证，极图是表征材料织构的通用方法，结果直观，是表征织构的有利工具，其他方法如ODF和反极图也有一定的适用性，但结果不够直观。

另外，本发明以EBSD方法实际检测结果为参照，对照本发明的超声方法计算极图可发现，四组样品，两两对照，两图峰值所在位置基本一致，极图分布趋势基本一样，有较好的一致性，可验证超声检测织构方法结果的可靠性。另外，超声检测结果与EBSD实测数据有一定的偏差的主要原因是因为超声检测反应的是样品的体信息，而EBSD检测反应的是样品的面信息，两者检测的样品的形态不同。

实施例1

本实施例的检测对象为工业纯钛TA2热轧板，其具体的织构检测过程为：

步骤1、超声检测样品加工

TA2热轧板尺寸为200mm×150mm×24mm(轧向×法向×法向)，使用线切割沿与板材轧向夹角为0°、30°、60°、90°方向取样，样品尺寸切为17mm×18mm×24mm，使用加工中心将样品加工为15mm×15mm×15mm立方体，在样品表面对轧向、法向进行标注。

步骤2、超声声速检测

使用PVA SAM 300超声波扫描显微镜对样品超声信息进行采集，为得到较好的超声扫描信号，使用焦距0.5in、频率30MHz的超声探头；使用水浸法对4组样品法向和轧向表面进行C描，扫描区域覆盖整个样品表面，在每个样品轧向表面和法向表面均匀采集125行×125列超声信号；其中，行为扫描过程循环扫描方向，列为每次扫描增量方向；使用MATLAB编程，对每个超声信号进行读取，通过程序依次读取一次底面波峰值时间节点和二次底面波峰值时间节点，对两底面波峰值数据峰值时间节点的差值与设备采样频率进行求商，获得超声穿透样品时间差。

需要说明的是，在上述步骤2中，使用螺旋测微计测量样品轧向平面与法向平面边部及中心五点厚度，使用两倍厚度与时间差求商，可得数据各点声速(轧向声速和法向声速的计算方法一样)，取中心区域60行×60列组数据作为计算数据。

步骤3、超声声速与偏转角度拟合

将0°、30°、60°、90°四个偏转角度样品轧向声速、法向声速分别进行汇总，并分别求取声速平均值；使用Origin绘制4组轧向平均声速与偏转角度关系曲线和绘制4组法向平均声速与偏转角度关系曲线，并拟合偏转角度、平均声速方程，得到以声速为自变量、偏转角度为因变量数学关系。

需要说明的是，轧向数据和法向数据因加工过程受力条件有差异，残余应力有差别，因此需要分别计算，两者不能融合。

对于轧向数据，得到声速x与偏转角度y关系：

函数区间为6031＜x＜6129

if x≥6129 y＝0；if x≤6031 y＝90；

对于法向数据，得到声速x与偏转角度y关系：

y＝0.946x-5662.626 函数区间为6044＜x＜6081

if x≥6081 y＝90；if x≤6044 y＝55；

其中，轧向和法向偏转角度数据参照实测EBSD极图数据(如图1a所示)，角度分布在0-90°范围内，法向数据角度分布在55-90°，所以y值范围分别为0-90和55-90，声速数据轧向平均值上下限6166和6031，法向平均值上下限为6081和6044，所以x值范围分别6031-6166和6044-6081，将声速值代入该方程可得到相应的偏转角度。

步骤4、声速转化偏转角度及匹配

将轧向声速数据代入相应拟合方程中，使用声速求取偏转角度，得到60×60个偏转角度数据，定义其为α角，同理可得法向偏转角度，定义其为γ角。使用轧向偏转角度的每一行数据分别与法向60行×60列的每一行数据进行匹配，共得到60×60×60个(α，γ)偏转角度组合。

需要解释的是，在上述步骤d中，匹配过程为循环匹配，轧向偏转角度数据60行60列，法向偏转角度数据60行60列，使用轧向每行数据依次与法向60行数据匹配，因此匹配完成后得到60×60×60个偏转角度组合。

步骤5、欧拉角转化及取向信息可视化

欧拉角表征取向原理为：定义标准晶体坐标，将样品检测点的实测空间坐标依次绕z轴旋转

度、绕x轴旋转Φ度、绕z轴旋转

度后与标准晶体取向重合，以以上三个角度作为织构的表征方法。

根据欧拉角原理，欧拉角

Φ＝α，由于垂直于c轴方向各向同性，所以偏转角度

的取值理论上无法确定，即只可得到0001极图，

角的取值对其无影响，于是定义

值为0°。得到欧拉角信息(指60×60×60组欧拉角)后，使用欧拉角数据导入织构分析软件TSL OIM Analysis，并得到计算极图，如图1所示，其中，a)为EBSD实测极图(0001)；b)为超声织构检测计算极图(0001)，通过将本发明的计算极图与EBSD实测结果对照可以得出，四组样品，两两对照，两图峰值所在位置基本一致，极图分布趋势基本一样，有较好的一致性，可验证超声检测织构方法结果的可靠性。

需要解释的是，在上述步骤5中，将欧拉角数据导入织构分析软件TSL OIMAnalysis后，TSL OIM Analysis软件有专门的处理功能，选用极图计算功能，直接可得到最终结果。

需要强调的是，将得到计算极图，以完成准确性和可靠性的验证，极图是表征材料织构的通用方法，结果直观，是表征织构的常用工具，别的方法如ODF和反极图对于本方法也有一定的适用性，但结果不够直观。

另外，需要说明的是，EBSD方法经过多年发展，已成为较成熟准确的织构表征技术手段，本发明以EBSD方法检测结果为参照，对照超声方法计算极图可发现，四组样品，两两对照，两图峰值所在位置基本一致，极图分布趋势基本一样，有较好的一致性，可验证超声检测织构方法结果的可靠性。需要说明的是，超声检测结果与EBSD实测数据有一定的偏差的主要原因是因为超声检测反应的是样品的体信息，而EBSD检测反应的是样品的面信息，两者检测的样品的形态不同。

步骤6、样品保存

在完成样品制备后，不能随即进行织构检测的样品，需要对其进行保存。腐蚀后的样品，其表面比较稳定，短期保存可使用样品盒及自封袋进行存放，避免表面磨花。若需长期保存，可将样品检测表面贴防氧化胶带，也可在样品盒中加入干燥剂，进行长期保存。

步骤7、实际应用

将检测样品加工为15mm×15mm×15mm立方体，使用超声检测设备完成轧向与法向超声声速检测，按照该材料的偏转角度与声速关系方程，计算偏转角度，并进行两方向数据匹配，完成匹配后转化为欧拉角，导入织构分析软件TSL OIM Analysis得到可视化结果。

如图1的超声检测结果显示，检测样品主要为锥面织构，对照各角度取样样品EBSD结果，峰形所在位置比较一致，对于织构类型的定性研究，有可靠的参考性。但因为原理的差异，超声检测因其反映的结果为体信息，EBSD检测结果显示的为检测区域内的面信息，但都是样品织构信息的反映。超声检测方法结果是厚度方向检测结果的叠加，对于声速较小的基面取向在叠加后被主体偏转角度较大的锥面织构淹没，且使得锥面织构偏转角度减小，该现象原因为原理差异，不影响结果的准确性。

与现有技术相比，本发明提了一种全新新型的超声检测金属材料织构的方法，该方法可实现快速、无损、反应体信息且易实现自动化，可作为工业检测金属多晶材料织构的新方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声检测金属材料织构方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、样品加工处理；

步骤2、超声声速检测；

在每个样品的轧向表面和法向表面均匀采集数据，得到125行×125列超声信号；

步骤3、超声声速与偏转角度拟合；

提取采集的125行×125列超声信号中心区域60行×60列数据用于后续分析处理，对处理结果使用Origin绘制4组轧向平均声速与偏转角度关系曲线和绘制4组法向平均声速与偏转角度关系曲线，绘制后拟合偏转角度、平均声速方程，得到以声速为自变量、偏转角度为因变量的拟合方程；

步骤4、声速转化偏转角度及匹配；

将轧向声速数据代入相应拟合方程中，使用声速求取偏转角度，得到60×60个轧向偏转角度数据，定义其为α角；

将法向声速数据代入相应拟合方程中，使用声速求取偏转角度，得到60×60个法向偏转角度数据，定义其为γ角；

然后使用轧向偏转角度数据的每一行数据分别与法向60行×60列的每一行数据进行匹配，共得到60×60×60个(α，γ)偏转角度组合；

步骤5、欧拉角转化及取向信息可视化；

先获取欧拉角数据，然后将欧拉角数据导入织构分析软件TSL OIM Analysis，得到计算极图，实现取向信息可视化。

2.根据权利要求1所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤2中，采集完超声信号后，使用MATLAB编程，对每个超声信号进行读取，通过程序依次读取一次底面波峰时间节点和二次底面波峰值节点，对两数据峰值时间节点的差值与设备采样频率进行求商，获得超声穿透样品时间差。

3.根据权利要求2所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤2中，获得超声穿透样品时间差后，使用螺旋测微计测量样品轧向平面与法向平面边部及中心五点厚度，并求平均值，使用两倍厚度与时间差求商，可得数据各点声速，取中心区域60行×60列组数据作为计算数据。

4.根据权利要求3所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤3中，超声声速与偏转角度拟合的过程为：将0°、30°、60°、90°四个偏转角度样品轧向声速、法向声速分别进行汇总，并分别求取声速平均值；使用Origin绘制4组轧向平均声速与偏转角度关系曲线、绘制4组法向平均声速与偏转角度关系曲线，并拟合偏转角度、平均声速方程，得到以声速为自变量、偏转角度为因变量数学关系。

5.根据权利要求4所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述金属材料为工业纯钛TA2热轧板；

对于工业纯钛TA2热轧板的轧向数据，得到声速x与偏转角度y关系：

函数区间为6031＜x＜6129

if x≥6129 y＝O；if x≤6031 y＝90；

将声速值代入该方程可得到相应的偏转角度。

6.根据权利要求5所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤3中，对于工业纯钛TA2热轧板的法向数据，得到声速值x与偏转角度y关系：

y＝0.946x-5662.626函数区间为6044＜x＜6081

if x≥6081 y＝90；if x≤6044 y＝55

将声速值x代入该方程可得到相应的偏转角度。

7.根据权利要求6所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤3中，对提取采集的125行×125列超声信号中心区域60行×60列数据用于后续分析处理时，处理过程为：使用2D核密度函数对提取后的数据分布情况进行汇总，排除超出数据平均值5％的数值，分别求取8组数据平均值。

8.根据权利要求7所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤5中，定义标准晶体坐标，将样品检测点的实测空间坐标依次绕z轴旋转

度、绕x轴旋转Φ度、绕z轴旋转

度后与标准晶体取向重合；

获取欧拉角数据的过程为：

根据欧拉角原理，欧拉角

Φ＝α，由于垂直于c轴方向各向同性，所以偏转角度

的取值理论上无法确定，即只可得到(0001)极图，

角的取值对其无影响，

值定义为任意值，得到欧拉角数据，即60×60×60组欧拉角。

9.根据权利要求8所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤2中，超声声速检查的过程为：

使用超声波扫描显微镜对样品检测表面进行C扫，并对样品表面超声信号数据进行采集；然后使用水浸法对4组样品的法向和轧向表面进行C描，扫描区域覆盖整个样品表面，在每个样品的轧向表面和法向表面均匀采集125行×125列超声信号，完成采集后，共获得4组样品的两方向共8组数据。

10.根据权利要求1至9所述的超声检测金属材料织构方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述样品加工处理过程为：

使用机械加工中心对样品表面进行加工，将样品表面加工至粗糙度为Ra1.6以上；使用线切割沿与样品轧向夹角为0°、30°、60°、90°方向取样，并使用加工中心将样品加工为立方体，在样品表面对轧向、法向、法向进行标注。

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