Акустический метод оценки прочности металлов и сплавов 

А.Г. Лунев , Б.С. Семухин  (Томск)

Известно, что скорость распространения ультразвука в металле в процессе его деформации изменяется сложным образом и зависит от структуры материала, общей деформации и напряжения течения. Особый интерес представляет зависимость скорости распространения ультразвука  от напряжения течения. Кривая состоит из трех четко выраженных участков, каждый из которых аппроксимируется прямой (с коэффициентом корреляции более 0.9). Подобные зависимости были получены для латуни (ЛС59-1), чистого кобальта, дюралюминия (Д16) в закаленном и состаренном состояниях, сталей 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД, Ст.3.

Для сравнения зависимостей скорости распространения ультразвука от напряжения течения кривые были построены в координатах: нормированная скорость звука от нормированного напряжения. Нормирование скорости осуществлялось скоростью ультразвука в ненагруженном образце, нормирование напряжения – временным сопротивлением, определяемым по диаграмме.

Наибольший интерес для исследования представляет первый участок зависимости скорости ультразвука от напряжения. На данном участке скорость ультразвука и напряжение линейно зависят от деформации. Следовательно, скорость ультразвука пропорциональна напряжению. Было выяснено, что для большинства цветных металлов характерно уменьшение скорости звука на первом участке, в то время как для сталей наблюдается слабый рост скорости.

Полученные при аппроксимации первого участка прямой линией коэффициенты дают возможность оценки прочности материала. Достаточно выразить временное сопротивление в полученном уравнении прямой линии, далее, зная коэффициенты, возможно в упругой области деформирования по изменению скорости ультразвука оценить прочность материала, не разрушая образец.