无损检测 测量残余应力的超声检测方法 第1部分临界折射纵波法 征求意见稿_第1页
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1无损检测测量残余应力的超声检测方法第1部分:临界折射纵波法本文件适用于检测透声性良好的金属和非金属固体材料和/或件内的残余应力和载GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分无损检测超声检验测量接触探头声束特JJF（机械）1056残余应力超声检测仪器校准技术当发射换能器激发超声纵波以第一临界角斜入射到被检件表面时，依据折射定律（Snell'sLaw可在被检件材料内部产生超声临界折射纵波，并可被接收换能器接收到，见图1。依据声弹性原理，材速度变慢或传播时间t延长，压缩应力使超声纵波传播速度加快或传播时间t缩短。因此，在激励和接收两换能器之间的距离（探头间距）保持不变的条件下，若测得零应力σ0对应的超声传播时间t0和被检件应力σ对应的超声传播时间t，根据时间差按式(1)或式(2)可求出被检件中的残余应力绝对值σ,即：σ-σ0=K(t-t0) Δσ=KΔt························2Δσ——残余应力的变化量（应力差），Δσ=σ-σ0；Δt——传播时间的变化量（声时差），Δt=t-t0；D D 21798L 65按本文件所检测的残余应力，是被检件表层下材料内部三维空间区域内沿声波传播方向的残余应3应按JJF（机械）1056规定定期对检测仪进行综合性能校准，以确认其检测数值的准确性。校准间5.2探头），5.2.3检测所用的探头应是应力系5.3耦合剂系数获得、零应力校准和检测过程中应使用相同的耦合剂，并保持相5.4.1材料1a2Ra2RLW3aRWLaRWL（a）轧制金属试块4宽度W表面粗糙度Raμm≤12.5≤1.0%材料屈服强度按GB/T38811或GB/T16923所述方法，获得残余应力接近零的试块，制备检测区域的大小与探头尺寸和检测频率有关（见图1），检测区域长度L为临界折射纵波传播距离（即探头间距，通常为5mm～100mm），检测区域宽度W为换能器晶片宽度mm），检测区域深度D由频率决定，见式(3)：D=α.f−0.96····················································(D——检测区域深度，单位为毫米(mm)；f——探头中心频率，单位为兆赫兹(MHz)；按GB/T40232标注残余应力符号，检测区域大小应大于或根据7.1.1确定的检测区域，设计探头布置方案，明确探头检检测位置的表面粗糙度Ra应小于或等于12.5μm。5BbBbaLLhhc平行长度Lc总长度Lth1h备输出的拉应力变化Δσ。测量点不少于10点，重复拉伸次数不少于5次，取平均值，绘制出拉伸应力值与声时差的坐标图，见图5。对数据进行线性拟合，得到的直线斜率的倒数即为应力系数K。6一1一123456252050Δt=0.0972Δσ−1.8015Δσ注：图中示例数据的试验条件为：检测频率5MHz6.4零应力校准76.5.1按7.2调整和设置检测仪器。根据探头布置），6.5.2记录仪器测出的被检件内的超声临界折8

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