[发明专利]一种基于超声相速度的高温合金晶粒度评价方法

摘要

本发明公开了一种基于超声相速度的高温合金晶粒度评价方法，包括提取高温合金试块原始A波信息、计算试块的纵波声速、获取试块的相速度、建立综合评价模型四个步骤，本发明的技术效果在于，通过用两介质多元高斯声场模型，得到衰减系数谱，再根据K-K关系式，用衰减系数谱求出相速度谱，相对于使用相位差解算相速度，这种算法具有更高的稳定性，并为曲面试块相速度的提取提供了可能性；又因为在使用K-K关系式的过程中，以纵波声速为参考值，故事实上吸收了现有的超声纵波声速法的优点；另外，同时考虑了相速度和相速度的色散程度，充分地利用了多元化的声速信息，建立了综合的晶粒度评价模型，提高了用声速法评价高温合金晶粒度的精度。

主权项

一种基于超声相速度的高温合金晶粒度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对需要进行评价的合金试块，测量被测点位的试块厚度L，然后用超声检测装置通过脉冲反射法进行检测，在检测时需调整超声纵波探头的位置和姿态，使探头的轴线与被测点位严格垂直，通过检测提取出原始的A波数据，A波数据用一个数组Awave_data进行储存，各个合金试块的A波数据都提取完毕后，再对试块进行金相分析，用截线法得到各个试块多个截面的平均晶粒度，依次记录在数组G中，为晶粒度评价模型的建立作准备；步骤二：用步骤一得到的数组Awave_data内储存的原始A波数据计算纵波声速vG，首先通过手动调整闸门1、闸门2的起始位置和闸门长度，分别定位出一次底波和二次底波，然后施加矩形窗截取一次底波数组BW1_data和二次底波数组BW2_data，再对数组BW1_data和BW2_data用希尔伯特变换进行包络提取，并从BW1_data和BW2_data中最大值出现的位置开始向前寻找第一个幅值小于前沿位置阈值Te的采样点，得到一次底波、二次底波的前沿位置n1和n2，则两次底波的前沿位置之间相距的采样点数△n=n2‑n1，设两个采样点间的采样时间间隔为dt，结合步骤一中测得的试块厚度L，根据公式vG=2L/(△n·dt)计算纵波声速，反复进行此步骤以得到所有试块的纵波声速；步骤三：把步骤二所得到的纵波声速vG，以及与两层介质的多元高斯声场模型相关的变量均代入模型中，模拟出表面波和一次底波的声弹性传递函数tA;FW(ω)和tA;BW1(ω)，接着结合由傅里叶变换得到的表面波和一次底波的复频谱VFW(ω)和VBW1(ω)，求出衰减系数谱α(ω)，然后根据K‑K关系式，结合衰减系数谱α(ω)，最终得到相速度谱vp(ω)，反复进行此步骤以得到所有试块的相速度谱；步骤四：基于步骤三得到的各个试块相速度谱和步骤一得到的平均晶粒度数组G之间的联系，建立基于超声相速度的高温合金晶粒度评价模型。