涡轮作为航空发动机的关键组成部分,在工作过程中需要承载着十分复杂的循环热载荷及强大的机械载荷。本文研究的镍基双金属高温合金涡轮就是涡轮盘和涡轮叶片以热等静压(HIP)扩散连接工艺制作而成。在扩散连接过程中,涡轮盘和涡轮叶片之间的斜结合面容易出现连接不良缺陷,而近几年国内外关于双金属涡轮结合面的无损检测方法几乎没有涉及,因此对这种扩散连接工艺制备的双金属涡轮结合面缺陷检测十分必要。由于此种扩散连接工艺制备的双金属涡轮,其缺陷处于双金属斜结合面处,而斜结合面的几何结构较为复杂,常规无损检测方法无法有效对其进行检测。本研究采用一种收发分置式相控阵超声检测方法,在涡轮盘上端采用延时可控的相控阵探头发射,涡轮盘下端采用常规超声探头接收。相控声束聚焦于斜结合面再反射至底部,经常规超声探头接收后,通过对接收波形的分析实现对双金属结合面的缺陷检测,具体工作内容如下:首先,对双金属涡轮的结合面几何结构进行分析,以及超声波在涡轮结合面附近的声学传播特性,研究收发分置式相控阵检测的可行性。其次,由于常规的缺陷定位方法在双金属涡轮收发分置式相控阵检测中不再适用。故而本文详细阐述了一种基于重心偏移算法(OCOG)的缺陷定位方法,并通过实验验证此种缺陷定位方法具有较高的定位精度。再次,在QT开发平台上,利用可以二次开发的高集成度相控阵设备PA22X研制开发双金属涡轮专用检测软件模块。该系统模块能够控制相控阵合成声束偏转聚焦于双金属涡轮斜结合面任意一点从而完成整体结合面的检测及成像,所包含的缺陷定位算法能够实时给出缺陷位置。最后,对双金属涡轮专用检测模块进行功能测试,通过对预埋不同深度不同角度缺陷的涡轮试块进行整体检测来检验该专用模块的实际可应用性以及缺陷定位方法的可靠性。结果表明,收发分置式相控阵检测方法适用于此类双金属涡轮结合面缺陷检测。通过对异端接收波中缺陷反射波部分的幅值高低、有无的判断能够百分百识别结合面缺陷;采用OCOG算法的缺陷定位方法能够很大程度上提高双金属涡轮缺陷定位精度;研制的专门双金属涡轮检测模块能够实现双金属涡轮结合面检测及缺陷定位成像。