超声法对不同强度低合金钢板残余应力测试

摘要

超声法作为一种无损检测残余应力的方法，已广泛应用于各种金属材料及构件的残余应力测量，但超声法受检测材料微观结构影响较大，导致检测结果不准确。本工作基于声弹性理论研究了不同强度钢板微观结构对超声纵波波速以及残余应力检测结果的影响，并且通过钻孔法、X射线衍射法排除了所选超声测试样品存在应变的可能性。结果表明：无应力条件下超声纵波在铁素体中传播速度最快，在珠光体中传播速度次之，在马氏体中传播速度最慢，且晶粒尺寸对超声纵波波速也有影响。但当晶粒取向具有明显的各向异性时，相对于晶粒尺寸对超声纵波波速的影响，晶粒取向对超声纵波波速的影响更为显著。当使用不同的基准对同一钢板进行残余应力测试时，由于基准的微观结构不同，对残余应力测试结果造成的误差可达800 MPa左右。选择与被测材料微观结构相同的零应力基准，可以避免微观结构对超声测试的影响，显著增加超声测试残余应力的准确性。

关键词

临界折射纵波 / 超声法 / 残余应力 / 声时差 / 微观结构

基金资助

国家重点研发计划课题(2022YFB3706401); 钢铁研究总院自主投入研发专项基金重大项目(事21G62470ZD)