本發明公開了一種基于散射波干涉理論的微小缺陷超聲檢測方法，包括如下步驟：(1)利用有限元仿真法得到干涉技術識別微小缺陷機理；(2)依據仿真得到的微小缺陷干涉機理實現超聲掃描信號獲取及微小缺陷特征信息獲取和識別；(3)制作用以驗證干涉法識別微小缺陷能力的微小缺陷試塊；(4)對干涉法檢測微小缺陷的工藝參數最優化。本發明通過先進的信號分析技術提取微小缺陷信息，實現了微小缺陷的快速識別，解決了微小缺陷的識別問題。

技術領域

本發明屬于超聲無損檢測技術領域，更具體的說是涉及一種基于散射波干涉理論的微小缺陷超聲檢測方法。

背景技術

粉末高溫合金是先進航空發動機關鍵熱端部件的優選材料，主要用于制造渦輪盤、壓氣機盤、鼓筒軸、渦輪盤高壓擋板等發動機熱端高溫承力轉動部件。由于粉末冶金工藝的特殊性，粉末高溫合金的組織中經常存在夾雜物、熱誘導孔洞和原始顆邊界等缺陷。隨著粉末冶金加工工藝的發展，目前生產的粉末高溫合金都是非常致密的，孔洞含量很低，但由于粉末高溫合金制造工藝的特殊性，非金屬夾雜的存在是不可避免的。發動機中使用的粉末盤，對內部微小夾雜物的要求很高，通常不允許存在大于400μm的缺陷，有些航空發動機制造公司對夾雜物尺寸的要求達到了169μm。隨著材料要求的提高，需要檢測的缺陷尺寸越來越小，甚至有些粉末高溫合金材料要求檢測50μm的夾雜物。而目前已知的檢測能力來說，最小可檢出的缺陷尺寸大小為Ф0.4mm，缺陷尺寸小于0.4mm時，缺陷回波幅值將會很低，甚至低于噪聲幅值，因此無法通過缺陷波來得到微小缺陷信息，且當缺陷尺寸小于0.4mm時，該缺陷對底波幅值的影響也很小，因此也難以通過底波幅值變化獲得微小缺陷信息。

因此，如何提供一種基于散射波干涉理論的微小缺陷超聲檢測方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于散射波干涉理論的微小缺陷超聲檢測方法，通過先進的信號分析技術提取微小缺陷信息，實現了微小缺陷的快速識別，解決了微小缺陷的識別問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于散射波干涉理論的微小缺陷超聲檢測方法，包括如下步驟：

(1)利用有限元仿真法得到干涉技術識別微小缺陷機理；

(2)依據仿真得到的微小缺陷干涉機理實現超聲掃描信號獲取及微小缺陷特征信息獲取和識別；

(3)制作用以驗證干涉法識別微小缺陷能力的微小缺陷試塊；

(4)對干涉法檢測微小缺陷的工藝參數最優化。

優選的，所述步驟(1)中，有限元仿真過程中，超聲波經過微小缺陷之后得到的瞬態應力圖和時域波形圖和未經過缺陷的瞬態應力圖和時域波形圖對比顯示，入射波和衍射波發生干涉作用之后產生新的干涉波列，位于入射波尾部，此干涉波列包含缺陷信息，用于識別微小缺陷。

優選的，所述步驟(2)中，將完整采集的包含干涉波列的超聲底波波列展開，閘門框選住新產生的干涉波列，并用幅值成像法和深度成像法進行整個掃查區域成像，一次性掃查識別微小缺陷。

優選的，所述步驟(3)中，微小缺陷試塊為圓柱形航空鋁合金微小缺陷試塊，厚度為5mm～80mm，端面直徑為10～80mm。

優選的，圓柱形航空鋁合金微小缺陷試塊的材料成分組成為硅Si：0.4％；鐵Fe:0.40％；銅Cu：1.7％；錳Mn：0.30％；鎂Mg：3.0％；鉻Cr：0.4％；鋅Zn：4.8％；鈦Ti：0.30％；鋁Al：余量88.7％。

優選的，圓柱形航空鋁合金微小缺陷試塊底部端面包含Ф0.1mm、Ф0.2mm、Ф0.3mm、Ф0.4mm平底孔缺陷4個，孔深度1.6mm，埋深在5mm～80mm。