【摘 要】
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金属板带材的微观组织在线检测技术是提高金属产品质量,实现金属板带材生产线的闭环生产控制的前提,是现代化金属板带材生产企业迫切需要的保证产品质量稳定性的技术。金属材料的晶粒尺寸对材料的硬度、强度、塑性、韧性及耐蚀性有着巨大的影响,然而现阶段常用的金相法属于离线、破坏性的检测方法,有着许多弊端及局限性。本文以316L不锈钢为研究对象,结合激光超声检测技术建立平均晶粒尺寸计算模型为研究目标,并使用不同信
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金属板带材的微观组织在线检测技术是提高金属产品质量,实现金属板带材生产线的闭环生产控制的前提,是现代化金属板带材生产企业迫切需要的保证产品质量稳定性的技术。金属材料的晶粒尺寸对材料的硬度、强度、塑性、韧性及耐蚀性有着巨大的影响,然而现阶段常用的金相法属于离线、破坏性的检测方法,有着许多弊端及局限性。本文以316L不锈钢为研究对象,结合激光超声检测技术建立平均晶粒尺寸计算模型为研究目标,并使用不同信号处理方法对所建立的模型进行优化,论文的研究成果如下:（1）采用探头接收方式的激光超声实验室检测系统,通过远程激发的方式在材料中产生超声波,对接收的超声波信号的时频域幅值衰减分析,结合金相实验结果,建立316L不锈钢平均晶粒尺寸计算模型,计算的平均误差为24.43%、21.12%,通过对超声波信号平滑处理降噪后建立的模型的平均误差为12.77%。本文提出使用小波阈值去噪法对超声波信号进行滤噪,优化后的时频域、平滑信号平均晶粒尺寸计算模型平均误差降低至23.98%、14.16%、10.95%,小波阈值去噪可以对超声波信号中高频噪声进行滤除,有效的提高了平均晶粒尺寸计算模型的计算精度。（2）对计算误差较大试样的晶粒尺寸分布进行分析,基于Turner模型计算考虑晶粒分布的平均晶粒尺寸,并分别与激光接收方式的激光超声检测技术、水浸超声检测技术计算得到的超声波衰减系数建立平均晶粒尺寸计算模型,激光接收、探头接收方式的激光超声检测技术建立的模型的平均精度为27.02%、17.99%,水浸超声检测技术建立的模型的平均精度为13.21%。并采用15 Mhz、25 Mhz水浸超声探头分别进行检测,分析了超声波频率对检测精度的影响,结果表明,在同一材料检测中超声波频率的增大会导致超声波衰减的增大,而过大的衰减会降低平均晶粒尺寸的检测精度。（3）使用电化学动电位极化曲线法对316L不锈钢的耐蚀性进行评估,并与平均晶粒尺寸建立联系,结果表明,在电化学环境中,不锈钢的耐蚀性随着平均晶粒尺寸的增大而增强。将不锈钢的耐蚀性与超声检测的超声波信号的衰减建立联系,两个参数呈线性正相关,提出一种基于平均晶粒尺寸对耐蚀性的影响的超声评价耐蚀性技术。
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