Page 248 - 《应用声学》2023年第2期
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                 图 2 是超声检测中最常见的两种缺陷形貌。缺
             陷严重损害成型件质量,必须通过适当的检测方法
             及时获得成型件缺陷信息,改进制造工艺参数,最大
             限度减少成型缺陷的产生。



                                                                                               20 µm
                                                                                   (a) ᪐ᤵ͈






                                            32 µm

                               (a) ళᚸՌ
                                                                                               20 µm

                                                                                  (b) ܙె͈҄
                                                                  图 3  316L 不锈钢传统锻造件和金属增材制件的晶
                                                                  粒形态   [8]
                                                                  Fig. 3 Grain morphology of 316L stainless steel [8]

                                             32 µm             2 金属增材制件的质量评价
                                               µ
                                 (b) ߘᬩ
                                                                   近年来超声无损检测技术在金属增材制件的
                     图 2  金属增材制件中的典型缺陷形貌                       质量评价领域取得了广泛关注,多数研究旨在揭示
               Fig. 2 Defect appearance in metal additive man-  各种超声检测技术的原理。针对金属增材制造过程
               ufacturing part                                 的在线监控和离线检测,主要集中在对宏观缺陷的

             1.2 微观组织结构特征                                      检测,而对微观组织结构和硬度、拉伸强度、韧性等
                                                               力学性能的无损评价研究较少。
                 金属增材制件不同于传统工艺制件之处在于
             其微观组织结构的各向异性和不均匀性,其中各向                            2.1  金属增材制件的超声缺陷检测
             异性体现在激光扫描方向、步进方向和层堆积方向                                在传统工件的超声缺陷检测中,超声波与缺陷
             材料微观组织结构特征存在差异,而不均匀性表现                            的相互作用使得回波中包含丰富的缺陷信息,经
             在各方向上特征的不统一。杨平华等                 [7]  针对不同成       过一定的信号分析处理可得到缺陷位置、大小等
             型方向上材料超声检测特征的差异,对 TC18 钛合                         信息。然而,金属增材制件由于特殊的熔融堆积
             金增材制件开展了超声特征量检测试验研究,结果                            制造工艺,成型件表面质量相对较差,且内部晶粒
             表明 TC18 钛合金增材制件不同成型方向的超声波                         粗大。超声波在传播过程中不断发生散射,形成较
             声速、衰减及检测灵敏度均存在较大差异,同一成                            强的晶粒噪声,导致信噪比急剧降低,缺陷波被杂
             型方向上不同位置衰减也不同,与传统工艺制件相                            波噪声所掩盖,造成漏检和误判。随着超声理论的
             比具有明显的方向性。较大的内部晶粒尺寸是金属                            发展与成熟,传统水浸式超声检测、相控阵超声检
             增材制件的另一特点,晶粒尺寸太大使成型件内部                            测 (Phased-array ultrasound testing, PAUT) 和激
             散射增强,造成超声波的严重衰减。图 3 为 316L 不                      光超声检测不断取得较好的应用,针对金属增材制
             锈钢传统锻造件与金属增材制件内部晶粒形态的                             件内部缺陷的超声检测研究,逐渐从寻求适宜的超
             差异,锻造件表现为明显边缘的等轴晶粒,增材制件                           声检测方法,发展到如何提高检测精度,实现高效准
             为细胞结构状。                                           确的缺陷判定与定量分析。
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