[发明专利]采用超声波快捷测定单晶材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其是一种采用超声波快捷测定单晶材料的方法。

背景技术

在当今军用发动机叶片及民用高端燃气轮机叶片，由于它们需要在高温高压下保持正常运行，因此通常都要求它们在铸造生产过程中形成一个单一的晶体，也就是单晶体，它没有晶界，从而避免了晶界在高温下容易软化导致材料的热强度下降，造成疲劳裂纹的产生进而大大降低其使用寿命。

因此在生产线上直接铸造出来的叶片，如果铸造工艺和成分控制不严，导致产品在结晶过程中出现不合格组织，即不是一个单晶体，同时晶界又存在某些杂质元素的聚集，这样的叶片就是不合格的产品，必须快捷地将其鉴别出来。对出现严重质量问题的产品的快速便捷排查。

通常鉴定叶片是否为单晶体一般都采用X射线衍射法，但这种方法所使用的设备比较昂贵，程序也比较复杂，对检测人员的专业技术要求也比较高，同时检测效率也很低，在工程化应用中受到一定的制约。

发明内容

本发明的目的是：提供一种采用超声波快捷测定单晶材料的方法，它能快速准确的判定材料是否为单晶材料，显著提高现场产品检测效率，且成本低廉。

本发明是这样实现的：采用超声波快捷测定单晶材料的方法，利用超声波穿过待测试样，再采集穿过试样后的底面回波，通过显示屏显示底面回波的波形，如果显示的波形在底面回波前出现比底面回波小的杂波，则确定待测试样为非单晶材料；反之则确定待测试样为单晶材料。

本发明的原理：单晶材料的工件只由一个晶粒构成，因此超声波在其内部传播时不发生反射，但如果不是单晶，晶粒与晶粒之间就会存在晶界，晶界相对于晶粒就是一种界面，所以当超声波传播遇到晶界时就会发生一定程度的反射。

超声波从工件的一侧向另一侧传播的过程中，如果内部没有界面，超声波不会在内部发生任何反射，在超声波显示屏上只会出现底面回波，假如工件内部有界面，超声波就会在这些界面上发生反射，在显示屏上，表现为在底波之前会有一些较小的杂波出现。

检测时，在底波之前如果不出现任何回波，说明工件内部没界面，则该工件是单晶材料，但如果在底波之前出现回波，则工件内部有界面，说明该工件不是单晶材料。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用超声波穿过待测产品，通过观察超声波的反射波形，即可判断材料是否为单晶材料，以检测出材料中存在的严重的晶界缺陷，这样便可显著提高现场产品检测效率，是一种经济适用的检测方法。本发明简单快捷、经济适用、检测效率高。

附图说明

附图1为本发明检测到单晶材料的超声波回波波形示意图；

附图2为本发明检测到非单晶材料的超声波回波波形示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：采用超声波快捷测定单晶材料的方法，利用超声波穿过待测试样，再采集穿过试样后的底面回波，通过显示屏显示底面回波的波形，如果显示的波形在底面回波前出现比底面回波小的杂波，则确定待测试样为非单晶材料；反之则确定待测试样为单晶材料。

申请人为了验证本发明的技术效果，从贵州斯莱克玛公司，抽取了100片生产好的、但是未经检验的飞机发动机叶片，采用本发明的方法对这100个样品进行检测，并记录检测结果；之后将这100个样品采用X射线衍射法进行检测，并记录检测结果，两种方法的检测结果进行对比，对于产品是否为单晶材料的结论，其检测结论完全一致，而采用本发明的方案所用的时间仅为8小时，而采用现有技术的方法法检测的时间为50小时。