超声波探头的选用与材料晶粒尺寸的关系


       任何声速或衰减的变化都可能与材料的显微结构和力学性能的变化相关。对于声速法来说,声速取决于材料的弹性性能,且弹性性能与晶粒尺寸基本无关,但声速受多晶材料的晶粒取向和晶界杂质的影响,从而可以测出声速与晶粒尺寸的实验关系。

       超声波声速和碳钢晶粒度的关系,用脉冲反射方式测量工件两个平行平面之间的多次反射回波,每两次回波之间的时间是超声波在工件中往返一次的时间,再精确测定这两个平面之间的距离,就可求得超声波的声速。

       Q235 钢的晶粒尺寸和5P14 探头测得的超声纵波声速之间基本上呈线性关系,且声速随着平均晶粒直径的增加而下降,但下降幅度不是很大,从直线方程的斜率可以看到,晶粒直径每变化1mm 。声速降低幅度约为60~80m/s。用2. 5P20 低频探头测得的声速和平均晶粒直径的关系。随着晶粒平均直径的变化,声速几乎不变。

       可见,选择合适的超声波探头及频率,对于晶粒尺寸不同的被检材料有很重要的意义。