【摘要】：金屬材料是目前應(yīng)用較為普遍的功能結(jié)構(gòu)材料,由加工工藝帶來的多晶組織演變是影響金屬材料性能的關(guān)鍵,及時準(zhǔn)確表征多晶組織演變對評價(jià)金屬材料性能至關(guān)重要。表征金屬材料多晶組織最直觀的方法是金相法,但金相法是一種破壞性檢測方法,會對材料造成損傷。超聲無損檢測技術(shù)具有非破壞性的特點(diǎn),能體現(xiàn)聲波傳播路徑上多晶組織的整體效應(yīng),近年來正逐步得到重視。目前,使用超聲法表征金屬材料多晶組織主要集中于晶粒尺寸差異明顯的等軸晶,然而受加工工藝的影響,實(shí)際金屬材料多晶組織狀態(tài)較為復(fù)雜,可能存在變形晶�；蚓Я３叽缱兓⑿�。鑒于復(fù)雜多晶組織存在的普遍性及表征的重要性,本文選用兩種典型金屬材料,分別研究不同加工工藝下組織演變的超聲表征方法。首先,針對晶粒尺寸差異明顯且存在變形晶粒的高熵合金開展實(shí)驗(yàn)研究,基于超聲法表征其在軋制與再結(jié)晶退火等熱機(jī)處理過程中的組織演變;為進(jìn)一步研究晶粒尺寸差異微小的復(fù)相組織超聲表征方法,以奧氏體不銹鋼為對象,通過實(shí)驗(yàn)與模擬的方法,研究其重復(fù)焊接熱影響區(qū)組織演變對超聲信號的影響。研究內(nèi)容如下:(1)采用真空熔煉澆鑄法制備Al_(0.26)CoCrFeNiMn高熵合金,對其進(jìn)行均勻化退火、不同軋制比與不同溫度的再結(jié)晶退火處理。通過金相法觀察組織狀態(tài),統(tǒng)計(jì)平均晶粒尺寸,并采用5 MHz水浸平探頭進(jìn)行超聲檢測,結(jié)果顯示,衰減系數(shù)隨晶粒尺寸增加而增大,5 MHz對應(yīng)的衰減系數(shù)與平均晶粒尺寸符合三次方關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.995。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,衰減系數(shù)可表征晶粒尺寸差異明顯且存在部分變形晶粒的高熵合金再結(jié)晶晶粒組織演變。(2)針對晶粒尺寸差異微小的奧氏體不銹鋼重復(fù)焊接熱影響區(qū)組織演變,采用Gleeble熱模擬方法擴(kuò)大熱影響區(qū),制備重復(fù)焊接熱模擬試樣。實(shí)驗(yàn)采用金相法、顯微硬度法與沖擊功對熱影響區(qū)進(jìn)行組織分析與性能測試,并采用20 MHz水浸聚焦探頭進(jìn)行超聲檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)衰減系數(shù)符合平均晶粒尺寸變化規(guī)律,并與顯微硬度變化相反,衰減系數(shù)變化率為24.18%。(3)為分析Gleeble試樣平均晶粒尺寸與?-鐵素體對超聲參量的影響,借助時域有限差分法模擬超聲波在熱影響區(qū)晶粒組織中的傳播。模擬結(jié)果顯示,當(dāng)?-鐵素體含量較少時,平均晶粒尺寸是影響超聲信號的主要因素。綜合實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果,衰減系數(shù)可用于表征晶粒尺寸差異微小的重復(fù)焊接熱影響區(qū)晶粒組織演變。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG111

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2775933