Page 78 - 无损检测2023年第十一期

王志刚, 等:

高温环境下钛合金拉伸损伤声发射试验

与Ⅲ号区域, Ⅱ号区域仅存在少量断裂时产生的能
量巨大的声发射信号与多因断裂产生的波导杆振动
的高能信号。当拉伸速率一定时, 随着温度升高, 各
个区域的撞击点数总体呈下降趋势, Ⅱ号区域的高
能量撞击点逐渐减少, 声发射信号能量没有较大变

化, 稳定在60000~70000mV · s 。当温度一定,
μ
拉伸速率逐渐增大时, Ⅰ号区域的撞击点数明显增
加且更为密集, 且Ⅱ号区域断裂时的能量显著增加。
2.3 声发射信号处理
提取各关联分析图中3个区域的有效突发型声
发射信号, 再结合拉伸阶段的性质进行分区, 将其在
3个拉伸速率, 4个温度下的声发射信号进行频谱分
析, 得到不同拉伸速率下的温度与峰值频率关系如

表5 , 6 , 7所示。

表5 1.0mm · min -1 拉伸速率下温度 - 信号
峰值频率

峰值频率 / kHz
-1 拉伸速率下, 不同温度时的
图15 试件在1mm · min 温度 / ℃
弹性阶段 屈服阶段 强化阶段
计数 - 持续时间散点图
20 121 164 181
100 143 163 131
200 138 167 171
300 152 165 148
-1
表6 1.5mm · min 拉伸速率下温度 - 信号
峰值频率

峰值频率 / kHz
温度 / ℃
弹性阶段 屈服阶段 强化阶段
20 134 172 192
100 152 175 145
200 148 172 183
300 162 169 153
-1
表7 2.0mm · min 拉伸速率下温度 - 信号
峰值频率

峰值频率 / kHz
温度 / ℃
弹性阶段 屈服阶段 强化阶段
20 143 178 152
100 162 183 148
200 153 181 189
300 160 179 156

-1 拉伸速率下, 不同温度时的 由表5 , 6 , 7可见, 在各表中屈服阶段峰值频率较
图16 试件在1mm · min
能量 - 持续时间散点图 为稳定, 分别处于163~167 , 169~175 , 178~183kHz

声发射信号, 此时存在一部分较小的能量, 结合幅 左右。弹性阶段大的峰值频率未随着温度增加而呈
现出稳定的趋势, 均处于小幅度波动状态。强化阶
值 - 时间图可知此类撞击信号为拉伸中的弹性阶段。
段的峰值频率随温度上升呈现下降 - 上升 - 下降的趋
Ⅱ 号区域为能量与持续时间最大的数值区, 此处为
势, 其波动幅度较大, 且随着拉伸速率增加, 各个温
钛合金断裂时产生的撞击点。

另外几种类型的能量 - 持续时间的散点图与图 度点下的峰值频率均有增加。温度超过200 ℃后,
16类似, 整体上大量的声发射信号分布于Ⅰ号区域 3 个阶段的频率均呈下降趋势, 说明温度对于声发射
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2023年 第45卷 第11期
无损检测