УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ НАХОЖДЕНИЯ ГРАНИЦЫ «ЧИСТОЙ» ЧАСТИ СЛИТКОВ В МЕТАЛЛАХ Советский патент 1968 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к использованию ультразвука для контроля физико-химических параметров металлов и, в частности, определения содержания примесей в слитках алюминия, иолучаемых зонной илавкой.

Известен ультразвуковой способ контроля содержания примесей в металлах путем прозвучивания испытуемого образца ультразвуковыми колебаниями с переменной полосой частот и определения частоты колебаний, соответствуюпдей максимуму поглопдения акустической энергии и являющейся функцией содержания примесей в контролируемом металле. Реализация этого способа требует измерений абсолютных величин ультразвукового поглощения, что в промышленных условиях довольно затруднительно.

Упрощение и ускорение ироцесса контроля достигается тем, что испытуемый слиток предварительно подвергают закалке, а затем на фиксированной частоте ультразвука снимают характеристику времени звучания вдоль слитка, являющуюся функцией содержания примесей в металле, и по абсолютной величине времени звучания определяют границу «чистой части слитка.

В испытуемом слитке с двумя плоскопараллельными гранями возбуждают ультразвуковые импульсы определенной амплитуды с длительностью меньше двойного времени распространения между отражающими гранями слитка. Весь слиток вдоль длины условно разбивают на отдельные участки размером 2-3 см и для каждого участка измеряется время звучания зв , в течение которого амплитуды отраженных импульсов уменьшаются до некоторого наперед заданного уровня. Величина времени звучания tss используется в качестве характеристики чистоты контролируемого участка слитка, поскольку поглощение ультразвука в алюминии определяется в основном дислокационным механизмом, а само дислокационное поглощение связано с содержанием примесей. Для алюминия, получаемого зонной илавкой, дислокационное поглощение имеет максимум на частотах 1-5 мггц, и поэтому эти частоты наиболее целесообразно использовать для нахоледения границы чистой части слитков.

Для исключения влияния предыстории слитков (различия в условиях зонной плавки, механической обработки), т. е. получения максимальной идентичности, испытуемые слитки разогревают до 400°С и затем подвергают закалке в воде.

Алюминий считается чистым, если его остаточное электросопротивление, измеренное ири температуре 4°К, меньше или равно ом-см. Поэтому результаты ультразвуковых измерений сопоставляются с величинами остаточного электросопротивления ро.

Из графика видно, что кривую времени звучания /зв по длине слитка можно разбить на три участка: участок / соответствует «чистой части слитка (ро С 4 ом участок // довольно крутого подъема; участок /// насыщения, которому соответствует загрязненный примесями материал ( ом-см).

Эти участки на графике отделены вертикальными линиями. При этом оказывается, что граница «чистой части слитка отвечает величине времени звучания /зв 1000-т-1200 мксек

и лежит либо в конце участка II, либо в самом начале участка ///.

Предмет изобретения

Ультразвуковой способ нахождения границы «чистой части слитков в металлах, например алюминии, путем прозвучивания их ультразвуковыми импульсами определенной амплитуды, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса контроля, испытуемый слиток предварительно подвергают закалке, а затем на фиксированной частоте ультразвука снимают характеристику времени звучания вдоль слитка, являющуюся функцией содержания примесей в металле, и по абсолютной величине времени звучания определяют границу «чистой части слитка.

. fo