TC4鈦合金組織超聲信號特征研究.pdf

1、為了改進TC4鈦合金的鍛造工藝,需要了解鍛造后TC4鈦合金的組織。常規(guī)分析材料微觀組織的方法為金相法,金相法會造成材料損傷,零件浪費,且耗時較長。本文以 TC4鈦合金環(huán)軋件為研究對象,利用超聲聲速和聲衰減這兩個材料超聲評價可測參量,評價TC4軋環(huán)件組織的初生α相比例和α相的平均晶粒尺寸。
　　本論文首先利用金相法獲取TC4鈦合金軋環(huán)件試樣的金相圖,并基于ImageJ數(shù)字圖像處理軟件進行組織特征值的提取,包括初生α相比例和α相的平均

2、晶粒尺寸。采用超聲水浸掃查系統(tǒng)對試樣進行超聲數(shù)據(jù)采集。通過超聲脈沖反射法測得試樣的縱波聲速,同時測得試樣聲衰減系數(shù),對底波進行頻譜分析,研究底波中心頻率的變化規(guī)律。本文的材料組織參數(shù)為初生α相的面積和初生α相晶粒尺寸,超聲參數(shù)為聲速、聲衰減和底波頻移,采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件SPSS對參數(shù)間進行特征相關(guān)性分析。
　　作者提出,根據(jù)初生α相的面積和初生α相晶粒尺寸的相關(guān)性,評價晶粒形狀接近等軸狀趨勢;根據(jù)超聲聲速與材料組織參數(shù)的相關(guān)性,

3、評價內(nèi)部殘余應(yīng)力大小和分布;根據(jù)超聲衰減與組織參數(shù)相關(guān)性評價β轉(zhuǎn)變基體上次生α相形態(tài);根據(jù)超聲聲速和聲衰減相關(guān)性評價殘余應(yīng)力狀態(tài)。結(jié)果表明:TC4鈦合金軋環(huán)件的組織為模糊晶組織,初生α相以球狀分布為主;TC4鈦合金的軋環(huán)中存在殘余應(yīng)力,且隨著位置的不同,殘余應(yīng)力的大小和均勻性不一樣;初生α相的晶界粗糙,則會引起散射衰減嚴重,從衰減系數(shù)與組織的相關(guān)性可驗證這一結(jié)論,對不同晶粒尺寸的試樣的底波頻譜進行分析可知,晶粒越大,散射越嚴重,回波頻譜