JBT 9219-2016 球墨鑄鐵 超聲聲速測(cè)定方法

備案號(hào)：53693—2016球墨鑄鐵超聲聲速測(cè)定方法2016-01-15發(fā)布前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14測(cè)量原理 15人員要求 16測(cè)量設(shè)備 27測(cè)量規(guī)程 28測(cè)量報(bào)告 4附錄A(資料性附錄)測(cè)量球墨鑄鐵材料聲速的其他重要技術(shù) 5附錄B(資料性附錄)水中超聲速度隨溫度的變化 附錄C(資料性附錄)球墨鑄鐵材料聲速與其組織及性能間的關(guān)系 圖1始脈沖和7個(gè)反射回波 2圖A.1避免因視差引起誤差進(jìn)行的儀器設(shè)置 7圖A.2儀器讀數(shù)設(shè)置 圖C.1QT700-2球墨鑄鐵球化率與其縱波聲速v的關(guān)系圖 圖C.2QT600-3球墨鑄鐵球化率與其縱波聲速v的關(guān)系圖 圖C.3QT500-7球墨鑄鐵球化率與其縱波聲速v的關(guān)系圖 圖C.4QT400-18球墨鑄鐵球化率與其縱波聲速v的關(guān)系圖 圖C.5不同牌號(hào)球墨鑄鐵材料縱波聲速vi與彈性模量E;間關(guān)系曲線圖 表B.1水中超聲速度隨溫度的變化 I本標(biāo)準(zhǔn)代替JB/T9219—1999《球墨鑄鐵超聲聲速測(cè)定方法》,與JB/T9219—1999相比主要技術(shù) ——?jiǎng)h除了原標(biāo)準(zhǔn)的第3章、第7章、第8章；——增加了資料性附錄A～附錄C;本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)鑄造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC54)歸口。球墨鑄鐵超聲聲速測(cè)定方法凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無損檢測(cè)人員資格鑒定及認(rèn)證JB/T10061A型脈沖反射式超聲波探傷儀通4.1本標(biāo)準(zhǔn)描述的是一種采用超聲聲速已知的參考材料(試塊),通過比較的方法來測(cè)量被測(cè)材料中的2的精度讀出Ak、A?、A、A?(見本標(biāo)準(zhǔn)足至少清晰顯示2次底面反射回波。為了更精確地測(cè)量聲速，宜選用可清晰顯示5次以上底面反射回波6.1.2儀器的水平線性測(cè)試方法見JB/T9214。6.2.2為了獲得最佳的精度，在儀器能清晰顯示足夠的底面反射回波條件下，應(yīng)采用高頻率、窄脈沖探頭。被檢材料表面面積足夠大時(shí)，應(yīng)采用直徑不小于20mm的圓形或等同面積的矩形晶片探頭。7.1.4在試塊和被測(cè)材料上用探頭測(cè)得一個(gè)信號(hào)模式(見圖1),在可清晰分辨的條件下，將底面反射回波數(shù)調(diào)整至2次以上。兩次測(cè)量的時(shí)基線(掃描線控制)應(yīng)設(shè)置相同。圖1始脈沖和7個(gè)反射回波37.1.6按公式(1)計(jì)算被測(cè)材料的縱波聲速值。 A——沿A掃描顯示的時(shí)基線測(cè)量到的試塊從第1個(gè)到第N個(gè)底面反射回波之間的距離，單位為A——沿A掃描顯示的時(shí)基線測(cè)量到的被測(cè)材料從第1個(gè)到第N個(gè)底面反射回波之間的距離，單7.2.4在試塊和被測(cè)材料上用探頭測(cè)得一個(gè)信號(hào)模式(見圖1),在可清晰分辨的條件下，將底面反射回波數(shù)調(diào)整至2次以上。兩次測(cè)量的時(shí)基線(掃描線控制)應(yīng)設(shè)置相同。7.2.6按公式(2)計(jì)算被測(cè)材料的橫波聲速值。A——沿A掃描顯示的時(shí)基線測(cè)量到的試塊從第1個(gè)到第N個(gè)底面反射回波之間的距離，單位為As——沿A掃描顯示的時(shí)基線測(cè)量到的被測(cè)材料從第1個(gè)到第N個(gè)底面反射回波之間的距離，單4 單位為米每秒(m/s);As,單位為米(m);5A.1.2能自動(dòng)測(cè)量聲速或時(shí)間間隔或同時(shí)測(cè)量?jī)烧叩膬x器均可以使用，為其他測(cè)量而設(shè)計(jì)的儀器(如厚度計(jì)量器)也可用于聲速測(cè)量。A.4.2在顯示器上首先將第一個(gè)步驟與第一個(gè)反射回波相匹配，然后，如果A.5超聲干涉計(jì)(速度比較儀)A.5.1超聲速度可由比較脈沖在試塊和在對(duì)比試塊中的傳播路徑和傳播時(shí)間算出。液體(例如水)中6A.5.3用夾子將一個(gè)常規(guī)探頭夾在一個(gè)開放式水槽中的一側(cè)，探頭頻率應(yīng)滿足試塊的要求，衰減部分A.5.4將一個(gè)反射器浸入盛裝液體的水槽中，并安裝在一個(gè)可調(diào)節(jié)并能在不接運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置上。通過一根轉(zhuǎn)動(dòng)一圈使反射器運(yùn)動(dòng)路徑改變固定步長(zhǎng)的軸可以起到這樣的調(diào)節(jié)作A.5.5水槽中必須充滿超聲速度已知的液體。如20℃的水(水中超聲速度隨溫度的變化參見附錄C)。也可以使用混合液體，例如，水和酒精(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%)的混合物，在室溫下的溫度系數(shù)是零。晶探頭方法且有標(biāo)準(zhǔn)化刻度的厚度測(cè)量?jī)x，包括A掃描顯示單A.6.2大多數(shù)雙晶探頭厚度測(cè)量?jī)x器利用第一個(gè)反射回波來進(jìn)行讀數(shù)的測(cè)量。測(cè)試范圍通常是固定并a)在一個(gè)已知聲速的鋼制階梯試塊上校準(zhǔn)儀器和探頭。或更多的厚度(高和低)讀數(shù)出現(xiàn)在正確的距離上(見圖A.1)。b)不改變儀器的掃描和范圍控制測(cè)量未知速度試塊的厚度。用游標(biāo)卡尺或千分…………(A.3)7A.7諧波法(零值法)或不適宜的放射性幾何結(jié)構(gòu)。在這些情況下，可以將壁厚測(cè)量?jī)x調(diào)到回波頻率的諧波上(諧波法)來提v=2L/t……… A.8.1該方法是插入由不同循環(huán)行程數(shù)目組成的兩個(gè)脈沖回波8y-[(2LWn)/v]=-2mn……(y——由于在探頭和試樣之間密封而產(chǎn)生的相位角，單位為度(°);A.8.2只有試樣厚度至少為超聲波長(zhǎng)的100倍，尺寸和形狀的影響才可以有效地減小到零。通常用頻A.8.3探頭的耦合影響可以評(píng)估出來。相位比較法的優(yōu)點(diǎn)是能以非常高的精度確定絕對(duì)速度而不受耦A(yù).9.1該方法將rf脈沖以近似等于波在試樣中傳播的循環(huán)行程延遲時(shí)間的間隔應(yīng)用于探頭。為了觀察間間隔T進(jìn)行相位調(diào)節(jié)時(shí)，結(jié)果脈沖出現(xiàn)最大p——一個(gè)整數(shù)(1,2,3,…);L——試樣長(zhǎng)度，單位為米(m)。r——與在探頭端面上反射的波關(guān)聯(lián)的相位角，單位為度(°)。A.9.2考慮探頭的耦合因素，本方法也適用于在壓力和溫度變化的場(chǎng)合下進(jìn)行的測(cè)量。用頭和試塊之間的耦合影響可忽略不計(jì)。理想條件下，這種方法的精度在10?之內(nèi)，按這種方法，可以于76mm時(shí)，高彈性模量材料的扭轉(zhuǎn)基本共振頻率會(huì)超過40kHz,這要求采用特殊的儀器和試驗(yàn)技術(shù)9以獲得精確的結(jié)果。而且，所有三維(長(zhǎng)度、寬度、厚度)在共振頻率下的彈性大器的相位計(jì)對(duì)每180°相位改變記錄零位(清零)。因此每隔一個(gè)過零點(diǎn)就是相位φ的一個(gè)周期。相ve=L/rg………vê—連續(xù)波群速度，單位為米每秒(m/s);測(cè)試。非發(fā)散性材料的tg不隨頻率變動(dòng)(即φ相對(duì)于頻率變化的曲線是一條直線),因而群速度就等于A.12.2速度是單位時(shí)間傳播通過的距離，所以時(shí)間(作為水平位移顯示在超聲脈沖同波儀器的顯示屏上)等于距離除以速度。按公式(A.9)距離除以速度，用已知縱波速度v、厚度為T(超聲波傳播距L/=t…………在另一厚度(可被測(cè)得的材料上設(shè)置相同的時(shí)間，可不用時(shí)間做參考),用距離和速度的比值來測(cè)v——對(duì)比試樣中的已知縱波速度(直束縱波探頭所用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間),單位為米每秒(m/s)b)在有刻度的比例尺(如鋼制直角比例尺)的小刻度(如1mm的分割線)上用鉛筆芯磨擦一下。波的距離等于標(biāo)準(zhǔn)試樣厚度T的位置(延遲和掃描必須反復(fù)調(diào)節(jié)2次或3次使第N個(gè)回波的位T)。用油脂筆在屏幕上標(biāo)記N和N+1的振e)將探頭耦合到被測(cè)試塊上。調(diào)節(jié)靈敏度(增益)將反射回波n的振幅設(shè)置到N和N+1振幅連線A.14.1大多數(shù)超聲速度在計(jì)算時(shí)都依賴于對(duì)試塊測(cè)量部位的厚度的準(zhǔn)確測(cè)量，當(dāng)確定厚度值不方便這種方法基于Snell法則。它涉及對(duì)幾個(gè)臨界角中一個(gè)的測(cè)量，波型(縱波、切變波、瑞利波等)依賴于臨界角。要測(cè)量的聲速表示為v?,Snell法則以在聲速v;已知的臨界介質(zhì)(通常為水)中初始入θ臨界介質(zhì)中初始入射角，單位為第一種介質(zhì)(液體或固體)和第二種介質(zhì)之間的界面上測(cè)出R。即對(duì)從介質(zhì)1中傳播到介質(zhì)2上的波，如果介質(zhì)2的密度p?已知或可測(cè)出，則速度v?可由公式(A.14)確定。v?=(Z?/p)(1+R)(1-R)…………p—第一種介質(zhì)的密度，單位為克每立方厘米(g/cm3);(資料性附錄