金屬材料成分分析檢測：什么是超聲檢測？

　　超聲檢測是指利用超聲波對金屬構件內部缺陷進行檢查的一種無損探傷方法。用發射探頭向構件表面通過耦合劑發射超聲波，超聲波在構件內部傳播時遇到不同界面將有不同的反射信號（回波）。利用不同反射信號傳遞到探頭的時間差，可以檢查到構件內部的缺陷。根據在熒光屏上顯示出的回波信號的高度、位置等可以判斷缺陷的大小，位置和大致性質3超聲檢測對裂紋、未焊透及未熔合缺陷較敏感，對氣孔、夾渣不太敏感。超聲檢測直觀性較差，易漏檢。對近表面缺陷不敏感(稱為超聲波的盲區）。

　　使超聲波與材料相互作用并對反射、透射和散射的波進行研究，以對材料的宏觀缺陷、微觀組織、力學性能等進行無損評價的技術。按原理可分穿透法、共振法和脈沖反射法三種，以后者*為常用。對于宏觀缺陷的檢測，常用振動頻率為0.5～25MHz的短脈沖波以反射法進行，此時，在試件中傳播的聲脈沖遇到聲特性阻抗（材料密度與聲速相乘積），有變化處部分入射聲能可被反射。根據反射信號的有無和幅度的高低，可對缺陷的有無和大小作出評估。通過測量入射波與反射波之間的時差，可確定反射面與試件表面上入射點的距離。

　　為適應不同類型的試件，不同取向、位置和性質的缺陷及質量要求，可選用的波形有縱波、橫波、瑞利波、蘭姆波和爬波。采用特定的掃描顯示方式及相應的電子線路，可獲得試件中缺陷分布及形態的圖像。材料特性的無損表征主要與超聲在試件中的傳播速度及在傳播過程中能量的衰減與材料的微觀組織結構有關，如果這種關系可從先前的冶金學研究得知，表征的內容可包括：彈性方面的評價，微觀組織和形態變化的描述，分散的聲不連續性和缺陷群的評定，力學性能變化和材質下降的測量等。此法優點是：可用于金屬、非金屬、復合材料制件的無損評價；對確定內部缺陷的諸參量較之其他無損檢測方法有綜合優勢；靈敏度高，可檢出數十μm級缺陷；僅需從一側接近試件；設備輕便可作現場檢測。主要局限性是對材料及制件做**的定性、定量表征，仍需進一步深入研究。

　　超聲波是頻率高于20千赫的機械波。在超聲探傷中常用的頻率為0.5～10兆赫。這種機械波在材料中能以一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質界面（如缺陷或被測物件的底面等）就會產生反射、折射和波形轉換。這種現象可被用來進行超聲波探傷，*常用的是脈沖反射法，探傷時，脈沖振蕩器發出的電壓加在探頭上（用壓電陶瓷或石英晶片制成的探測元件），探頭發出的超聲波脈沖通過聲耦合介質（如機油或水等）進入材料并在其中傳播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回探頭，探頭又將其轉變為電脈沖，經儀器放大而顯示在示波管的熒光屏上。根據缺陷反射波在熒光屏上的位置和幅度（與參考試塊中人工缺陷的反射波幅度作比較），即可測定缺陷的位置和大致尺寸。除反射法外，還有用另一探頭在工件另一側接受信號的穿透法以及使用連續脈沖信號進行檢測的連續法。利用超聲法檢測材料的物理特性時，還經常利用超聲波在工件中的聲速、衰減和共振等特性。

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