Page 97 - 无损检测2024年第五期
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涂 旺, 等:

   增材制造小缺陷的显微 CT 检测

   缺陷内部均一性较好; 小于 100 μ m 的体积型缺陷                      边缘轮廓较模糊, 内部有粉末残留。




















                        图14 不同宽度的裂纹缺陷的金相( 上面) 和 CT 检测( 下面) 结果对比
     从图14中可以看出, 相较于体积型缺陷, 同等
   宽度下裂 纹 缺 陷 的 显 示 更 为 清 晰。宽 度 不 小 于                5 结论

   100 μ m 的裂缺陷, 边缘轮廓清晰、 表面状态较好。                       文章采用增材制造技术设计了两种试件, 分别
   宽度小于100 μ m 的裂纹缺陷, 内部存在大量粉末                       模拟材料中的体积型缺陷和裂纹缺陷, 采用 GE


   颗粒残留并与基体材料部分融为一体。其中, 对于                           p hoenixv|tome|xm 设备对不同类型缺陷进行评


   宽度为20 μ m 的裂纹缺陷, 为了便于观察进行了放                       价, 得出以下结论。

   大显示, 可以看出缺陷形貌基本完整, 缺陷边缘能够                              ( 1 )商用显微 CT 设备可以用来检测粉末激光

   分辨, 但部分区域受到粉末颗粒的严重影响有连成                           快速成型件中的小缺陷, 在体素尺寸 5 μ m 下能有

   一片的趋势。由图 14 显示的 CT 检测结果可清晰                        效检出尺寸为20 μ m 的人工小缺陷, 并发现了制造

   看出宽度大于 100 μ m 的裂纹缺陷边缘轮廓清晰,                       过程中产生的直径为5~15 μ m 的小气孔缺陷。

   内部均一性好, 与金相检测结果一致。                                     ( 2 )显微 CT 检测结果与金相检测结果基本一
       从图13和图14所示的对比结果可以看出, 显                        致, 测量结果差小于10 μ m 。


   微 CT 检测技术可以准确识别到尺寸不小于20 μ m                            ( 3 )缺陷尺寸测量误差决定于显微 CT 系统的
   的缺陷且与金相检测结果的缺陷形貌基本一致。对                            体素分辨力, 由于部分体积效应的影响, 更小尺寸的

   于缺陷内部成片的粉末颗粒( 直径为5~15 μ m ), 显                    缺陷测量结果误差更大。
   微 CT 可以很好表征; 但对于单个小颗粒( 尺寸小于
                                                     参考文献:
   5 μ m ) , 受限于空间分辨率, 并不能准确显示出。通



   过手动测量的方式分别测量金相检测和显微 CT 检                           [ 1 ]  HUANG Y , LEU M C , MAZUMDER J , etal.



   测缺陷的尺寸信息, 如表3所示。                                        Additive manufacturin g : current state , future


       表3 结果表明, 对于尺寸不小于 100 μ m 的缺                        p otential , g a p sandneeds , andrecommendatio ns [ J ] .

   陷, 金相检测结果和 CT 检 测 结 果 一 致; 尺 寸 为                       Journalof Manufacturin gScienceand En g ineerin g ,

   50 μ m 和20 μ m 的缺陷, 金相检测结果与 CT 检测                      2015 , 137 ( 1 ): 014001.


                                                      [ 2 ]  YADOLLAHI A , SHAMSAEI      N. Additive

   结果相差在10 μ m 之内, 缺陷越小结果相差越大。
                                                           manufacturin g of fati g ue resistant materials :
         表3 不同检测方式对不同类型缺陷的
                                                          challen g esando pp ortunities [ J ] .InternationalJournal
                     尺寸测量值                    μ m         ofFati g ue , 2017 , 98 : 14-31.

     缺陷类型        检测方式             缺陷尺寸                [ 3 ]  张学军, 唐思熠, 肇恒跃, 等.3D 打印技术研究现状和
                                                           关键技术[ J ] . 材料工程, 2016 , 44 ( 2 ): 122-128.
                 金相检测     23   47   100  200  400
     体积型缺陷                                            [ 4 ]  杨平华, 高祥熙, 梁菁, 等. 金属增材制造技术发展动
                 CT 检测    30   45   100  200  400
                                                           向及无损检测研究进展[ J ] . 材料工程, 2017 , 45 ( 9 ):
                 金相检测     24   48   100  200  400
     裂纹缺陷                                                 13-21.
                 CT 检测    28   45   100  200  400                                       ( 下转第61页)
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