| 摘要:在高温锻造过程中实现缺陷的在线检测和局部尺寸测量，有利于提高锻件的成品率、锻造质量和经济性水平。以高温碳钢锻件为检测对象，开展高温碳钢锻件电磁超声检测回波影响规律的数值建模方法和实验研究。根据碳钢铁磁性材料的电导率、磁导率及磁致伸缩压磁系数等参数与温度之间的函数关系，建立考虑洛伦兹力和磁致伸缩效应两种换能机理的碳钢电磁超声检测过程的有限元模型，分析温度对洛伦兹力和磁致伸缩效应对超声波激励和接收的贡献比例。研制了高温横波电磁超声换能器（Electromagnetic Acoustic Transducer, EMAT），并开展了50℃～750℃高温、厚度为100 mm的碳钢锻件检测实验，验证了温度对电磁超声检测回波的影响规律。研究结果表明，当碳钢锻件温度范围分别为50℃～500℃、500℃～627℃、627℃～750℃，电磁超声检测回波随着温度的增加分别表现为缓慢减小、迅速增加、急剧减小的趋势。所研制的高温横波EMAT在750℃高温、持续时间为10 min的条件下，横波的一次底波信噪比可达33.9 dB。 |
| 关键词: 电磁超声换能器 高温碳钢锻件 温度 磁致伸缩效应 |
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