微观组织对金属材料拉伸过程中声发射特性的影响研究

发布时间：2020-04-26 17:53

【摘要】：金属材料由于具有强度高、塑性好和韧性优异等优点,被广泛应用于各种工程领域。声发射检测技术作为一种动态无损检测技术,其最大的优点是数据信号来自材料自身的缺陷,对材料微观结构的变化具有高度的敏感性,因此用声发射检测技术能有效检测材料变形过程中的微观损伤。材料的声发射产生机制及信号特性是声发射检测技术应用的基础,现有的声发射理论研究还不够完善,不能有效指导人们对声发射的理解。本文通过热处理方法改变DC05型钢板微观晶粒形态,采用新三思拉伸试验机对钢板进行单向拉伸试验,使用PCI-2型双通道声发射检测仪检测钢板拉伸过程中的声发射信号,分析了不同微观组织形态对声发射特征信号的影响。借助于金相观察结合金属学原理解释了声发射源产生的物理本质,对声发射技术的推广和应用具有重要的理论和应用价值。通过对DC05型钢板分别在750℃、800℃、850℃、900℃、950℃温度下进行热处理,750℃、800℃时材料的晶粒尺寸增大不明显,850℃、900℃、950℃材料的晶粒尺寸明显增大。对获得的不同微观组织结构的试件进行了单向拉伸试验,发现晶粒尺寸变大对材料的弹性模量影响不大,而随着晶粒尺寸的增大,材料的屈服强度、极限强度、延伸率减小。研究了DC05型钢材拉伸过程的声发射特性,结合金相观察和金属学原理,解释了拉伸各阶段声发射源产生的机制。比较了经过不同温度(750℃、800℃、850℃、900℃、950℃)热处理后的试件拉伸过程的声发射特性的变化规律并分析了其产生原因:热处理温度较低时(750℃、800℃),由于热处理产生的铁素体数量减少,材料晶粒尺寸变化不大,故试件拉伸过程产生的声发射能量、幅值、振铃计数信号较弱,能量累积曲线及振铃计数累积曲线较低;随着热处理温度的升高(850℃、900℃、950℃),材料晶粒尺寸增大显著,试件拉伸塑性变形过程中晶粒位错滑移运动加强,从而试件拉伸过程产生的声发射能量、幅值、振铃计数信号变强,能量累积曲线及振铃计数累积曲线变高。
【图文】：

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第 2 章声发射检测系统概述第 2 章声发射检测系统概述发射简介发射（AcousticEmission,AE）指的是材料局部源能量快速释放而产的现象。作为一种物理现象，声发射源的诱导因素主要是金属材料位错滑移、位错雪崩、塞积及相转变现象。在应力等外界荷载作用现形变或裂纹扩展等现象，该过程中造成材料变化的起因即为声分材料变形和断裂都会产生声发射现象[55]。图 2.1 展示了其产生过检测方式。

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价检测试件的活性缺陷状态，还是对于检测试件的局部信号分析都能够实现。杂。.1.2 声发射检测的目的通过对声发射检测仪采集到的信号进行分析，可以达到如下目的：（1）判定声发射源的位置；（2）评估声发射源的活性和强度。（3）分析 AE 源的性质。（4）确认 AE 产生的时间或负荷。这使得人们更容易了解检测材料的声发射机理，进而更好地研究材料性变化，为实际工程问题提供指导。2.2 声发射检测仪器结构声发射检测系统通常由图 2.2 所示的几个部分组成，，图 2.2 是声发射检测结构的组成图。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG115.52

【参考文献】