МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Ультразвуковая дефектоскопия отливок
Специальность «Литейное производство черных и цветных металлов» (110400), специализации (110401) и (110403)
Новокузнецк 2004
В машиностроении литейное производство является основным поставщиком заготовок. Доля литых заготовок в различных машинах и конструкциях велика как по номенклатуре, так и по массе.
Повышение надежности машин и агрегатов требует усиления внимания к проблемам контроля литых заготовок, объем которых составляет около 50% общего объема деталей современных машин. Эти проблемы особенно остро встали в связи с использованием дорогостоящих сплавов и сложных технологий, интенсификацией эксплуатационных температурных режимов, ужесточением требований к качеству изделий.
Анализ эксплуатации изделий машиностроения показывает, что в ряде случаев машины выходят из строя из-за наличия в деталях скрытых дефектов. По ГОСТ-19200-80 к группам дефектов « Несплошности в теле отливки» и «Включения» относятся следующие дефекты: горячая, холодная и межкристаллическая трещины; газовая, ситовидная, усадочная, песчаная и шлаковая раковины; усадочная и газовая пористость; рыхлота; непровар жеребеек; вскип; утяжина; металлическое включение; неметаллическое включение и королек.
Для обеспечения безопасности машин необходимо предварительно сертифицировать отливки, особенно в тех случаях, когда изготовленные из них детали работают при циклических и динамических нагрузках.
Международным комитетом по стандартизации ИСО для сертификации отливок рекомендован ультразвуковой метод неразрушающего контроля.
Ультразвуковой метод дефектоскопии отливок является наиболее эффективным и чувствительным к различным дефектам. Он достаточно легко поддается автоматизации.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Закрепление и конкретизация ранее изученного теоретического материала по акустическому контролю. Приобретение навыков проведения ультразвуковой дефектоскопии отливок эхоимпульсным и теневым методами при приемочном контроле и сертификационных испытаниях.
1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Акустические методы контроля основаны на возбуждении и регистрации параметров упругих механических колебаний в контролируемом изделии (ГОСТ 23829-85). Для ввода (приема) упругих колебаний в изделие (из изделия) используют специальные электроакустические преобразователи. Распространение упругих колебаний в твердом теле обусловлено упругой деформацией среды, что и обеспечивает взаимосвязь между параметрами колебаний и свойствами, а, следовательно, и структурой материала изделий (отливок).
Акустические методы позволяют обнаруживать поверхностные и внутренние дефекты, контролировать структуру и физико-механические свойства материалов, измерять геометрические параметры изделий.
Упругие волны, как и всякие другие колебания, характеризуются длиной λ, частотой f и скоростью с распространения. Эти параметры связаны между собой зависимостью
λ = с/f (1)
Частота упругих волн f является инструментальной характеристикой и определяется схемой генератора высокочастотных колебаний и конструкцией пьезопреобразователя. В настоящее время для акустического контроля применяют колебания звукового и ультразвукового диапазонов с частотой от 50 Гц до 25 МГц.
Скорость распространения упругих волн с зависит только от упругих свойств среды, в которой они распространяются, т.е. является физической константой среды. Скорость распространения волны необходимо отличать от скорости колебательного движения частиц ν=du/dτ, где и - смещение частиц относительно положения равновесия; τ - время колебаний. Учитывая, что скорость распространения волны является физической константой данного материала, длину волны в данном материале можно изменить, только изменяя частоту возбуждаемых колебаний.
В зависимости от направления
колебаний частиц различают продольные и поперечные волны. Если направление
колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения акустической
волны, в среде возникают упругие деформации сжатия, такие колебания или волны
называются продольными. Скорость распространения продольных волн 
в среде плотностью ρ определяется
модулем нормальной упругости Юнга E и
коэффициентом Пуассона μ:
(2)
В том случае, если
колебания частиц происходят перпендикулярно к направлению акустической волны,
возникает и распространяется упругая деформация сдвига, такая волна называется поперечной,
или сдвиговой. Скорость поперечных волн 
определяется
модулем сдвига G и плотностью среды ρ:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.