无损检测火焰加热表面改性的方法

1.改性层厚度的超声波评估

作为一例，叙述在铸造铝合金上重熔区厚度的超声波评估。

铝合金铸件（如一些汽车零件）用钨极惰性气体保护电焊机进行部分重熔，可改善其强度。重熔区的超声波测厚是用中心频率为10MHz的聚焦探头以水浸法进行的，探头直径为10mm，水中焦距为25mm。由于在铝合金中表面处理层的结晶相与基底相同，超声波在边界没有反射，重熔区的厚度是从波形分析来评估的，即将反散射波强度积分用相对于距表面的深度来表征。重熔区的厚度可经曲线的转折点评定，如图11.8-21所示。需加注意的几点是：①当试样的直径较小时，水程应长些。直径10mm的圆柱体，水程小于18mm，重熔区厚度已不可测；直径20mm时，水程8mm，可测；而直径为30mm或更大些时，水程在4～25mm范围内，均可测；②反散射波强度的变化大小取决于重熔区基底的枝晶臂向距和孔隙率的差异。两者没有大的变化，重熔区厚度是难以检测的。

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图11.8-21 反散射波强度的积分与试样表面重熔区厚度的关系

2.钢表面火焰淬火硬化区的巴克豪森噪声法检测

将AISI1090型钢板用窄火焰热源将一小的面积加热到约1000℃而后淬火，可得局部高应力区。为研究这种热处理对表面层性能的影响，采用了巴克豪森噪声法，所用噪声信号带宽70～200kHz，检测溶度约为80μm。结果是在应力区中心，信号强度有明显的降低。