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球铁球化率超声波检测系统的设计与建立

作　者: 张磊
导　师: 石德全
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 超声波球墨铸铁球化率快速检测
分类号: TH878.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

球化率是影响球墨铸铁力学性能指标的重要因素之一，而金相法是检测球化率最主要的方法，但该方法检测过程繁琐、只能进行抽样检测，检测结果不具有足够的代表性。所以有必要寻找一种能够对球铁球化率进行实时100%快速检测的方法。本文首先分析了超声波检测球化率的原理，超声波在固体介质中传播速度与介质的杨氏弹性模量E有着密切的关系，而球墨铸铁中的球化率又是影响杨氏弹性模量E的重要因素，因此，球墨铸铁的球化率与超声波在其内部传播速度的大小存在着一定的对应关系。以此为基础，利用压电晶片、任意波形发生器、数字示波器、位移传感器和计算机等构建了球墨铸铁球化率超声波检测系统，并采用LabVIEW编写了相应的软件程序。任意波形发生器发出的激励信号施加在压电晶片上，产生超声波，然后通过数字示波器接收被测球墨铸铁试样两端的超声波，并传送给计算机。通过计算求得超声波在被检测试样内部的传播时间。再通过测量被检测试样在超声波传播方向上厚度值，经过对传播时间与厚度值的计算得到超声波在被检测试样内部传播的速度值。本文根据测量在已知球化率的标准球铁试样中超声波的传播速度与其球化率的比较，建立了超声波传播速度和球化率之间的关系表，并证实了声速与球化率间确实存在很好的相关性。实验室试验结果表明，利用建立的关系表，可以通过系统测得超声波声速，从而快速求得球铁件的球化率，并且准确率大于95%，系统具有很好的重复性。

球铁球化率超声波检测系统的设计与建立

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