本發(fā)明公開(kāi)了一種聲發(fā)射頻譜系統(tǒng)，包括磁線圈裝置、脈沖直流電源、采集探頭、前置放大器和信號(hào)處理計(jì)算機(jī)，磁線圈裝置用于產(chǎn)生對(duì)馬氏體鋼進(jìn)行磁處理的均勻磁場(chǎng)；脈沖直流電源與磁線圈電連接，使得磁線圈裝置產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)；采集探頭用于通過(guò)耦合劑與馬氏體鋼表面耦合，以實(shí)時(shí)采集馬氏體鋼在均勻磁場(chǎng)環(huán)境下的磁聲發(fā)射信號(hào)；前置放大器用于接收采集探頭傳輸過(guò)來(lái)的磁聲發(fā)射信號(hào)，并對(duì)磁聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波放大；信號(hào)處理計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)接收并處理前置放大器濾波放大后的信號(hào)，形成聲發(fā)射頻譜。本發(fā)明利用聲發(fā)射頻譜能有效地評(píng)估馬氏體鋼磁處理界面能降低的程度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低。本發(fā)明還公開(kāi)了一種評(píng)估馬氏體鋼磁處理降低界面能的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及利用聲發(fā)射頻譜評(píng)估馬氏體鋼磁處理效果技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種聲發(fā)射頻譜系統(tǒng)及評(píng)估馬氏體鋼磁處理降低界面能的方法。

背景技術(shù)

低能界面調(diào)控是替代合金化實(shí)現(xiàn)金屬材料“素化”的主要途徑，通過(guò)對(duì)馬氏體鋼進(jìn)行磁處理可以降低馬氏體鋼晶界能，對(duì)于磁處理方法降低界面能的效果評(píng)估缺乏簡(jiǎn)單有效的檢測(cè)方法，其工藝參數(shù)研究效率較低。

晶界能為形成單位面積界面時(shí)，系統(tǒng)的自由能變化。一般而言，晶界處于較高的能量狀態(tài)，高出的那部分能量稱為晶界能，或稱為晶界自由能。從晶體學(xué)角度講，晶界處的能量包含彈性畸變能和化學(xué)交互作用能，其大小與位錯(cuò)密度、晶體結(jié)構(gòu)等有關(guān)。

馬氏體鋼是一類顯微組織為馬氏體組織的鋼材，由于馬氏體鋼具有較高的合金成分且經(jīng)過(guò)特殊的熱處理工藝，因此馬氏體鋼具有復(fù)雜的晶界與亞晶界，且晶界處于較高的能級(jí)。

現(xiàn)有技術(shù)中通常利用電子背散射衍射法評(píng)估界面能變化，其中，該方法需要將馬氏體鋼試樣磨拋至鏡面，進(jìn)一步采用電解拋光或等離子拋光，直至表面應(yīng)變層完全去除，隨后對(duì)試樣進(jìn)行退磁處理；采用原位掃描俄歇探針(AES-EBSD)，真空環(huán)境下，采集磁處理前后樣品表面電子背散射衍射特征，統(tǒng)計(jì)單位面積內(nèi)晶界角度、位錯(cuò)密度等信息；計(jì)算選定區(qū)域內(nèi)的低能晶界的分布及比例，結(jié)合位錯(cuò)密度的變化情況，以此定性評(píng)估磁處理對(duì)材料界面能的影響。

電子背散射衍射法評(píng)估界面能變化存在以下缺點(diǎn)：

第一、采用原位掃描俄歇探針?lè)椒▽?duì)試樣要求較高，制樣成本高，主要原因?yàn)殡娮颖成⑸溲苌鋵?duì)試樣表面狀態(tài)及應(yīng)變比較敏感；

第二、僅評(píng)估試樣表面的晶界能的變化，由于電子的穿透性較低，無(wú)法對(duì)馬氏體鋼整體情況進(jìn)行評(píng)估；

第三、只能在真空環(huán)境下開(kāi)展測(cè)試，且電子束對(duì)磁場(chǎng)敏感，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種聲發(fā)射頻譜系統(tǒng)，能夠?qū)︸R氏體鋼的磁聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行采集并形成聲發(fā)射頻譜，利用聲發(fā)射頻譜能有效地評(píng)估馬氏體鋼磁處理截面能降低的程度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的聲發(fā)射頻譜系統(tǒng)，用于評(píng)估馬氏體鋼磁處理界面能降低程度，包括：

磁線圈裝置，所述磁線圈裝置用于產(chǎn)生對(duì)所述馬氏體鋼進(jìn)行磁處理以降低界面能的均勻磁場(chǎng)；

脈沖直流電源，所述脈沖直流電源與所述磁線圈裝置電連接，使得所述磁線圈裝置產(chǎn)生所述均勻磁場(chǎng)；

采集探頭，所述采集探頭用于通過(guò)耦合劑與所述馬氏體鋼表面耦合，以實(shí)時(shí)采集所述馬氏體鋼在所述均勻磁場(chǎng)環(huán)境下的磁聲發(fā)射信號(hào)；

前置放大器，所述前置放大器用于接收所述采集探頭的傳輸過(guò)來(lái)的所述磁聲發(fā)射信號(hào)，并對(duì)所述磁聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波放大；

信號(hào)處理計(jì)算機(jī)，所述信號(hào)處理計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)接收并處理所述前置放大器濾波放大后的信號(hào)，形成聲發(fā)射頻譜。