基于超声红外热成像技术的涡轮叶片裂纹检测

使用等离子喷涂工艺对涡轮叶片喷涂镍铬铝钇涂覆层,采用超声红外热成像技术对喷涂前和喷涂后的涡轮叶片进行检测,可以检测到2处裂纹缺陷;采用渗透检测技术只能检测到喷涂前涡轮叶片的1处裂纹缺陷,无法检测出喷涂后涡轮叶片的裂纹缺陷;最后对喷涂后的涡轮叶片进行剖析和金相显微镜检测,发现2处裂纹缺陷,验证了超声红外热成像技术对含涂覆层涡轮叶片裂纹检测的有效性。对比试验表明,超声红外热成像技术可检测喷涂前和喷涂后涡轮叶片的裂纹缺陷。     

电弧喷涂涂层的红外热成像检测

通过分析主动式红外热成像方法的检测原理,结合国外检测案例,确定了红外热成像方法对涂层质量检测的适用性.针对电弧喷涂涂层与基体分层缺陷,开展了涂层质量的红外热成像检测试验.结果表明,主动式红外热成像方法能够实现对涂层内部分层缺陷的准确、快速和非接触检测,利用热扩散曲线能够对分层程度进行有效区分.     

激光扫描红外热波成像技术在无损检测中的应用

对激光扫描热波成像技术与传统的闪光灯激励热波技术进行了比较,介绍了一种基于激光扫描热波成像技术的新型红外无损检测设备,通过试验对所建立的2-D理论模型进行验证,试验结果表明,当激光扫描速度在一定范围内,样品表面温度场的变化服从一维热传导模式,主要表现为厚样品的温度-时间曲线在双对数坐标中为斜率-0.5的直线,与理论模型的结果相符合。并对两种特殊涂层的人工样品进行检测,验证了激光扫描红外热波成像设备的有效性。     

基于锁相红外热成像技术的电力设备防护涂层质量检测

为解决输变电设备外绝缘表面防护涂层质量检测难题,基于锁相红外热成像技术,自主研制了一款锁相红外热成像设备并进行检测试验。研制的系统采用LED(发光二极管)作为热激励源,具有启动时间短、寿命长、加热更均匀等优点。经试验验证,该锁相红外热成像系统可检测出防护涂层内部异物、防护涂层不均匀等问题,同时可以实现防护涂层厚度的测量,有望为防护涂层质量检测提供一种新方法。     

超声红外热成像无损评估技术

超声红外热成像技术是一种新的无损检测方法,它是利用低频超声脉冲波作用在不同的材料或者结构上,然后通过红外热像仪对被测件在脉冲波激励下产生的局部发热过程进行采集,从而判别被测件中缺陷的有无及其位置。简要介绍了国外超声红外热成像无损评估在金属材料、复合材料和陶瓷材料中疲劳裂纹、分层、脱粘等损伤检测方面的应用情况。     

抽油杆疲劳裂纹的超声检测与形貌观察研究

从抽油杆上截取若干小段制成疲劳试样，在疲劳试验过程中，每经过一定次数的应力循环之后，用降载勾线法得到疲劳裂纹扩展迹线。试样断裂之后，观察各条迹线，测定所对应的裂纹深度及裂纹形状比a／c，得到a／c的数值为0．7至0．8。在每次降载勾线时暂停疲劳试验，用超声水浸聚焦方法测定疲劳裂纹的回波高度。将实验结果绘制成回波高度V与疲劳裂纹深度a的关系曲线，并在裂纹深度为1mm至8mm的范围进行拟合得到一直线关系。除了用超声法对疲劳裂纹进行检测之外，还用磁粉法与渗透法对三条疲劳裂纹进行了检测，结果是磁粉法和渗透法都未得到缺陷显示，只有超声法有缺陷显示。     

GJW50钢结硬质合金热疲劳裂纹扩展的研究

在自约束型热疲劳试验机上对GJW50钢结硬质合金进行了热循环试验，用光学金相显微镜和扫描电镜研究了在热应力的作用下的热疲劳裂纹扩展方式和形态。结果表明：在合金中的两大相——硬质相和钢基体相，热疲劳裂纹优先在硬质相区中扩展；扩展的方式受硬质相粒子的尺寸及分布状态所控制。小颗粒的WC粒子聚集区及该区与钢基体区的交界而是热疲劳裂纹的主要扩展地；大尺寸的WC粒子的“自身裂纹”是热疲劳裂纹的必经之处。由于钢皋体相阻碍热疲劳裂纹的扩展，导致裂纹呈非连续性扩展；热疲劳裂纹是以“搭桥”形式穿过钢基体相；扩展路径的形态呈“折线”和“梯形”形态。     

超声红外热波技术的研究现状

超声红外热波技术是一种新型无损检测技术,对金属试件疲劳裂纹、复合材料冲击损伤等缺陷具有良好的检测效果。简述了超声红外热波检测技术的基本原理及特点,然后从试验研究、理论研究和缺陷识别等方面归纳了该技术的国内外研究现状,最后针对现有研究中存在的不足,指出了相应的对策与建议。     

超声红外热像技术检测激光焊缝质量

超声红外热像技术是一种新兴的无损检测技术。使用超声作为热激励源,可以实现对缺陷部位选择性热激励,同时用红外热像仪捕捉材料表面温度变化。介绍了超声红外热像技术的基本原理,对两类激光焊接试件进行了检测。试验结果可用以分析激光功率和焊接速度对焊接质量的影响。     

不同基体组织的蠕墨铸铁热疲劳性能的研究

采用板状带V型缺口的试样，研究了蠕墨铸铁的基体组织对其热疲劳性能的影响。结果表明，当热循环温度的上限超过珠光体相组织变化温度时，蠕墨铸铁的热疲劳性能随基体组织中珠光体量的增加而下降；相反，当热循环温度的上限低于珠光体相组织变化温度时，稳定的珠光体组织可以有效地阻止热疲劳裂纹的扩展，蠕墨铸铁的热疲劳性能会随基体组织中珠光体量的增加而增强。     

再制造喷涂层界面结合性能脉冲红外热像评估技术

针对再制造工程中常见的喷涂层界面结合性能评价问题,采用脉冲红外热像技术对3Cr13合金涂层的界面脱粘缺陷进行检测评估。以信噪比(SNR)为评价标准,对比了两种不同热图序列处理方法在预处理和后处理阶段的效果。结果表明:在预处理阶段,基于表面热信号的多项式拟合算法(PF)将原始热图的信噪比由5.34提升到9.61,其效果优于基于单张图像中值滤波算法(MF);而在后处理阶段,基于单张图像的主成分分析法(PCA)对缺陷特征的表征比基于表面热信号的脉冲相位法(PPT)更加准确,第三主成分重建热图的信噪比达到17.99。综合而言,基于单张图像的热图序列处理方法在再制造喷涂层界面结合性能评价中具有更好的效果。     

超声热成像对含曲率TC4结构表面裂纹的检测仿真

目的 针对含曲率TC4结构的表面裂纹,在分析超声红外热成像检测原理的基础上,进行有限元仿真模拟,研究激励条件对检测效果的影响规律,得到最佳激励参数。方法 首先,设置不同激励幅值、激励频率、激励时间及激励位置等多组方案进行仿真计算。然后基于仿真优化出的最佳激励方案,对含表面裂纹的某航空发动机叶片进行检测,证明仿真结果的准确性。结果 在超声激励过程中,裂纹缺陷区域与非缺陷区域的温差逐渐上升,并在激励结束时达到最大表面温差。随着激励幅值的增加,最大表面温差逐渐上升,上升速率逐渐减小;随着激励频率的增加,最大表面温差逐渐上升,上升速率逐渐增大;随着激励时间的增加,最大表面温差逐渐上升,80 ms后逐渐趋于定值。在裂纹扩展方向上,超声激励施加在构件中央时,检测效果最佳;在垂直于裂纹扩展方向上,超声激励施加在裂纹正下方时,检测效果较差,激励源向两侧移动10~20 mm时,检测效果最佳。通过对含表面裂纹的某航空发动机叶片进行检测试验,可以清晰地看到裂纹信息,检测效果较好,表明仿真结果可靠。结论 研究成果有效地揭示了激励幅值、激励频率、激励时间及激励位置对检测效果的影响规律,为超声红外热成像技术检测含曲率结构表面裂纹的优化奠定了理论基础。     

脉冲电流下的热喷涂层组织演变

对A3钢基材表面的热喷涂层进行脉冲电流处理,通过显微镜观察涂层组织结构变化,结果表明,在脉冲电流处理下涂层组织结构发生了变化,涂层所固的层状结构趋于愈合。     

热喷涂纳米涂层与基体结合强度的研究

分别以微米与纳米NiC/WC粉末为原料,采用活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备了金属陶瓷涂层。采用最新的结合强度标准较准确地测试了涂层的结合强度,利用SEM分析了拉伸断口的成分分布和微观形貌。研究表明,用活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备的纳米复合涂层的结合强度为163MPa。     

一种热喷涂雷达吸波涂层制备技术

采用耐温的磷酸盐玻璃和改性的β–SiC吸收剂的热喷涂材料体系,使用火焰喷涂工艺制备了热喷涂雷达吸波涂层,对粉末、涂层制备过程及性能进行了研究,结果表明:喷雾干燥造粒是制备热喷涂雷达吸波涂层粉末材料体系的合理方法,使用火焰喷涂制备的涂层,吸收剂含量为20%时,涂层性能最佳,当涂层厚度为1 mm时,在1.2×1010～1.8×1010 Hz范围内,涂层反射率均低于-8 dB。     

模拟服役环境下热障涂层损伤趋势的红外原位检测技术

热障涂层会显著提高航空发动机和燃气轮机的运行温度和热效率,其服役工况复杂,一旦失效后会严重影响热端部件的服役性能,甚至引发事故,因而对热障涂层内部损伤进行无损检测是十分必要的。文中利用红外热成像技术,在燃气加热、高温度梯度和冷热交替循环的模拟服役环境下对多组热障涂层的损伤趋势进行了原位检测,提出了利用红热辐射差异水平参数ΔTR表征了热障涂层内部缺陷的扩展趋势的方法。涂层内部缺陷的寿命周期可分为稳定阶段(<50%～60%热循环寿命)、热异常扩展阶段和加速失稳阶段(>80%～90%热循环寿命),在热异常扩展阶段可预判失效区域和剩余寿命,而加速失稳阶段可确定缺陷区域即将剥离失效。     

超音速电弧喷涂不锈钢涂层结合强度研究

本文研究了采用超音速电弧喷涂在 ４５~＃钢以无底层和铝青铜打底时喷涂 ３Ｃｒ１３不锈钢涂层的结合强度测量结果表明,在无底层的条件下,涂层与基体结合强度与普通电弧喷涂相比有较大幅度的提高,而利用铝青铜打底时,涂层与基体结合强度较低,井分析了结合强度提高的原因。     

Ni-Cr-W-RE合金粉末喷熔层的显微组织与耐磨性能

对Ni-Cr-W-RE合金粉末喷熔层的微观组织与耐磨性能进行了分析研究，结果表明：喷熔层中的析出相主要有硼化物和碳化物；这些硬质相分布均匀、细小、边缘圆滑，耐磨性能很好；Ni-Cr固溶体基体对耐磨相有很好的支持力度；喷熔层与基体之间有少量的元素相互扩散，形成良好的冶金结合，结合界面呈现细条白亮带；耐磨性能是高碳高铬铸铁的6倍，是ZGCr5Mo耐磨钢的11倍。     

真空熔烧镍基合金—碳化铬复合涂层抗疲劳性能的研究

研究了用真空熔烧法制得的镍基合金－碳化铬复合涂层的热疲劳行为。结果表明,复合涂层的热疲劳行为与热循环上限温度、涂层厚度有关。随涂层厚度减薄,热疲劳抗力增加,随热循环上限温度升高,其热疲劳抗力降低,裂纹扩展由快到慢,最后停止,热疲劳裂纹有沿相界面开裂的特征,复合涂层具有高的抗氧化性。     

基体预热对激光熔覆制备Al2O3-ZrO2陶瓷涂层裂纹敏感性的影响

目的 为了解决钛合金表面制备Al2O3-ZrO2陶瓷涂层存在的陶瓷涂层脆性大、易开裂等问题,有效增强钛合金耐高温、耐磨损性能,扩大其在高温、重载等严苛条件下的使用范围,方法 通过基体预热方式对在钛合金表面制备的Al2O3-ZrO2陶瓷熔覆层的裂纹敏感性进行改善,通过进行熔覆试验和对熔覆层微观组织形貌分析、性能测试分别评...