SU1716428A1

SU1716428A1 - Method for determining contamination of materials with foreign inclusions

Info

Publication number: SU1716428A1
Application number: SU904780494A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Спольник; Михаил Александрович Чегорян; Владимир Григорьевич Власенко; Ирина Витальевна Волчок; Виктор Михайлович Москалев
Original assignee: Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и анализу свойств материалов и может быть использовано дл определени степени загр зненности материала инородными включени ми по сигналам акустической эмиссии (АЭ). Целью изобретени вл етс повышение точности за счет того, что воздействие на материал осуществл ют путем возбуждени ультразвуковой сто чей волны. Определ ют пороговое значение ультразвукового нагружени образца , при котором возникают сигналы АЭ. Порогова амплитуда ультразвуковой волны пр мо пропорциональна степени загр зненности материала образца.The invention relates to non-destructive testing and analysis of the properties of materials and can be used to determine the degree of contamination of a material with foreign inclusions by acoustic emission signals (AE). The aim of the invention is to improve the accuracy due to the fact that the impact on the material is carried out by exciting an ultrasonic standing wave. The threshold value of the ultrasonic loading of the sample at which AE signals are generated is determined. The threshold amplitude of the ultrasonic wave is directly proportional to the degree of contamination of the sample material.

Description

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и анализу свойств материа- лов и может -быть использовано дл определени степени загр зненности материала инородными включени ми по сигна- лам акустической эмиссии (АЭ).The invention relates to non-destructive testing and analysis of the properties of materials and can be used to determine the degree of contamination of a material by foreign inclusions by acoustic emission signals (AE).

Известен способ определени загр зненности материалов инородными включени ми , заключающийс в том, что возбуждают в материале ультразвуковую волну, измер ют ее параметры, затуханием по ним суд т о загр зненности материала.A known method for determining the contamination of materials with foreign inclusions, which consists in exciting an ultrasonic wave in a material, measuring its parameters, judging by them the contamination of the material.

Недостатком этого способа вл етс сложность реализации, св занна с необходимостью прецизионных измерений.The disadvantage of this method is the complexity of implementation associated with the need for precision measurements.

Известен способ анализа материала, заключающийс в том, что материал деформируют , регистрируют сигналы АЭ, по параметрам которых суд т о загр зненности материала .A known method for analyzing the material is that the material is deformed, and the AE signals are recorded, according to the parameters of which the material is judged by contamination.

Недостаток - сложность реализации, обусловленна необходимостью иметь эталонные образцы с различным содержанием эталонных включений.The disadvantage is the complexity of implementation, due to the need to have reference samples with different content of reference inclusions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ определени загр зненности материалов инородными включени ми, заключающийс в том, что материал деформируют в упругой и пластической област х, измер ют в каждой из них суммарную АЭ, а о степени за- гр зненностй суд т по отношению измеренных величин.The closest to the technical essence of the present invention is a method for determining the contamination of materials with foreign inclusions, which means that the material is deformed in the elastic and plastic regions, the total AE is measured in each of them, and the degree of contamination is judged in relation to measured values.

Г юG you

0000

Недостаток известного способа - мала точность, обусловленна необходимостью точного определени границы между упругой и пластической област ми, особенно применительно к хрупким материалам.The disadvantage of this method is low accuracy, due to the need to accurately define the boundary between the elastic and plastic regions, especially in relation to fragile materials.

Целью изобретени вл етс повышение точности за счет того, что воздействие на материал осуществл ют путем возбуждени ультразвуковой сто чей волны.The aim of the invention is to improve the accuracy due to the fact that the impact on the material is carried out by exciting an ultrasonic standing wave.

Цель изобретени достигаетс тем, что материал деформируют возрастающей нагрузкой , регистрируют сигналы АЭ, по параметрам которых суд т о загр зненности материала. При этом нагружение осуществл ют , путем ультразвукового воздействи на материал образца, измер ют амплитуду колебательного смещени в пучности ультразвуковой волны, а о степени загр зненности суд т по величине пороговой амплитуды, при которой начинаютреги- .стриррвать сигналы АЭ..The purpose of the invention is achieved by the fact that the material is deformed by an increasing load, and the AE signals are recorded, according to the parameters of which the matter of the material is judged. In this case, the loading is carried out by ultrasound on the sample material, the amplitude of the oscillatory displacement in the ultrasonic wave antinode is measured, and the degree of contamination is judged by the threshold amplitude at which the AE signals are started.

Способ определени загр зненности материалов инородными включени ми осуществл ют следующим образом.The method for determining the contamination of materials with foreign inclusions is carried out as follows.

Образец контролируемого материала (например, поликристаллический ванадий с содержанием углерода от 0,1 до 0,3%), выполненный в виде стержн , подвергают ультразвуковому возбуждению в режиме сто чей волны при минимальной амплитуде А ультразвуковых колебаний. Например, стержень длиной 120 мм, диаметром 5 мм возбуждают ультразвуковым магнитострик- ционным преобразователем стержневого типа с концентратором на частоте 20 кГц. Одновременно с ультразвуковым воздействием осуществл ют измерение сигналов АЭ. Например, преобразователь АЭ на основе пьезокерамики располагают в узле колебаний на образце (в середине по его A sample of a controlled material (for example, polycrystalline vanadium with a carbon content of 0.1 to 0.3%), made in the form of a rod, is subjected to ultrasonic excitation in the standing wave mode with a minimum amplitude A of ultrasonic vibrations. For example, a rod 120 mm long with a diameter of 5 mm is excited by a rod-type ultrasonic magnetostrictive transducer with a hub at a frequency of 20 kHz. Simultaneously with the ultrasound exposure, the AE signals are measured. For example, an AE converter based on piezoelectric ceramics is placed in an oscillation node on a sample (in the middle along its

длине). Сигналы АЭ измер ют в диапазоне от 80 кГц до 2,5 МГц. Плавно увеличивают амплитуду А ультразвуковых колебаний образца , отмечают момент возникновени сигналов АЭ и при этом регистрируют пороговое значение An. Величина пороговой амплитуды пр мо пропорционально объемной концентрации С инородных включений в материале образца, т.е. Ап К-С, где К - коэффициент , завис щий от материала образца и частоты ультразвукового резонансного воздействи на образец. Например, сигналы АЭ в образце поликристаллического ванади с содержанием углерода 0,3% начинают регистрировать при Ап 12 мкм. Таким образом, данный способ позвол ет повысить точность определени загр зненности материала инородными включени ми за счет того, что определ ют пороговое значение ультразвукового нагру- жени образца, при котором возникают сигналы АЭ,length). AE signals are measured in the range from 80 kHz to 2.5 MHz. The amplitude A of the ultrasonic oscillations of the sample is smoothly increased, the time of the occurrence of AE signals is noted, and the threshold value An is recorded. The magnitude of the threshold amplitude is directly proportional to the volume concentration C of the foreign inclusions in the sample material, i.e. An K – C, where K is a coefficient depending on the sample material and the frequency of the ultrasonic resonance action on the sample. For example, AE signals in a sample of polycrystalline vanadium with a carbon content of 0.3% begin to be recorded at An at 12 μm. Thus, this method makes it possible to increase the accuracy of determining the contamination of a material with foreign inclusions due to the fact that the threshold value of ultrasonic loading of the sample is determined, at which AE signals appear,

Фор м у л а изобретени Способ определени загр зненности материалов инородными включени ми, заключающийс в том, что материал деформируют возрастающей нагрузкой, регистрируют сигналы акустической эмиссии , по параметрам которых суд т о загр зненности материала, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, нагружение осуществл ют путем ультразвукового воздействи на материал образца, измер ют амплитуду колебательного смещени в пучности ультразвуковой волны, а о степени загр зненности суд т по величи не пороговой амплитуды, при которой начинают регистрировать сигналы акустической эмиссии.Forms of the invention The method for determining the contamination of materials with foreign inclusions, which means that the material is deformed by an increasing load, records acoustic emission signals, according to the parameters of which the impurity of the material is judged, characterized in that, in order to improve accuracy, loading is carried out by ultrasonic treatment of the sample material, the amplitude of the oscillatory displacement in the antinode of the ultrasonic wave is measured, and the degree of contamination is judged by the magnitude of the non-threshold amplitude, at which they begin to record acoustic emission signals.

Claims

Claim

A method for determining the contamination of materials by foreign inclusions, namely, that the material is deformed by an increasing load, acoustic emission signals are recorded, the parameters of which judge the contamination of the material, characterized in that, in order to increase accuracy, the loading is carried out by ultrasonic treatment of the sample material, measure the amplitude of the vibrational displacement in the antinode of the ultrasonic wave, and the degree of contamination is judged by the values of the non-threshold amplitude at which to emit acoustic emission signals.