In718晶粒尺寸对超声背散射信号的影响及其无损评价方法

金属学报, 2016, 52(3): 378-384. doi: 10.11900/0412.1961.2015.00367

In718晶粒尺寸对超声背散射信号的影响及其无损评价方法

宋永锋 ^1, , 李雄兵 ^2, , 吴海平 ^3, , 司家勇 ^4, , 韩晓芹 ^5,

1.中南大学交通运输工程学院,长沙,410075

2.中南大学交通运输工程学院,长沙410075;中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083

3.中南大学交通运输工程学院,长沙,410075

4.中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083

5.中南大学交通运输工程学院,长沙,410075

基金项目: Supported by National Natural Science Foundation of China (Nos.61271356 and 51575541),High Technology Research and Development Program of China (No.2012AA03A514),Fundamental Research Funds for the Central Universities (No.2014zzts203) and State Key Laboratory of Powder Metallurgy Foundation (No.2014M562126) 国家自然科学基金项目61271356和51575541,国家高技术研究发展计划项目2012AA03A514,中央高校基本科研业务费项目2014zzts203,以及中南大学粉末冶金国家重点实验室基金项目2014M562126资助

关键词： In718高温合金 , 晶粒尺寸 , 超声无损评价 , 背散射信号 , 经验模态分解 , 固有模态函数

EFFECTS OF IN718 GRAIN SIZE ON ULTRASONIC BACKSCATTING SIGNALS AND ITS NONDESTRUCTIVE EVALUATION METHOD

Keywords： superalloy In718 , grain size , ultrasonic nondestructive evaluation , backscattering signal , empirical mode decomposition , intrinsic mode function

制备晶粒尺寸不同的In718合金试样,采用经验模态分解(EMD)研究超声背散射信号的时频域特征,分析晶粒尺寸对不同频段固有模态函数(IMF)的影响,并探求各IMF信号的功率与晶粒尺寸之间的相关性.结果表明,原始背散射信号和IMF1信号的频带宽受晶粒尺寸变化影响均不显著;IMF2信号频域分布较为集中,峰值频率的幅值随晶粒的增大而增大,其功率与晶粒尺寸相关系数达0.995,显著高于其它模态,EMD过程实质上滤除了与晶粒尺寸无关的成分.以充分反映晶粒散射强度的IMF2成分作为晶粒尺寸评价的特征信号,建立面向In718晶粒尺寸的超声背散射EMD评价模型.晶粒尺寸实测结果显示,本方法的灵敏度是传统背散射法的3.7倍;对2个验证试样的评价误差分别为-3.72％和2.87％,精度显著高于声速法;与衰减法相比,本方法无需厚度信息,评价结果不受测厚误差的影响;此外,相比于金相法具有效率高及无需破坏待测件的优势.

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