郝巧娥 朱麟 趙彩麗 潘成飛 辛甜 劉新寶(西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安710069）

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高溫服役構(gòu)件蠕變狀態(tài)參數(shù)化表征技術(shù)研究進(jìn)展

郝巧娥 朱麟 趙彩麗 潘成飛 辛甜 劉新寶(西北大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安710069）

摘 要：概述了已有高溫服役構(gòu)件蠕變狀態(tài)參數(shù)化表征技術(shù)的特點(diǎn)及其表征參數(shù)。主要介紹了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)中的超聲波速法、X射線衍射技術(shù)和磁巴克豪森發(fā)射技術(shù)，以及近年來(lái)出現(xiàn)的電磁超聲諧振（EMAR）和非線性超聲（NLU）技術(shù)。通過(guò)對(duì)上述方法的系統(tǒng)分析與比較，最后指出將EMAR和NLU技術(shù)的有機(jī)結(jié)合將成為高溫服役構(gòu)件蠕變狀態(tài)參數(shù)化表征的有力工具。

關(guān)鍵詞：蠕變狀態(tài) 高溫構(gòu)件 電磁超聲諧振 非線性超聲

0 引言

在能源動(dòng)力、石油化工、航空航天等眾多領(lǐng)域中，許多金屬構(gòu)件長(zhǎng)期服役在高溫、高壓條件下，這樣就不可避免的產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，因而蠕變成為制約設(shè)備完整性和安全運(yùn)行的一個(gè)主要因素。至今，上述行業(yè)的一些關(guān)鍵部件已超過(guò)設(shè)計(jì)壽命而仍在服役。由于節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等多方面因素的限制，再建新廠的花費(fèi)比已有設(shè)施的維護(hù)費(fèi)用要高許多倍，因此對(duì)服役構(gòu)件蠕變狀態(tài)的評(píng)估與剩余壽命預(yù)測(cè)就顯得極為必要，由此帶來(lái)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)由于其非破壞性及可現(xiàn)場(chǎng)操作性，已成為表征構(gòu)件蠕變狀態(tài)的重要手段。目前，用于蠕變狀態(tài)表征的無(wú)損檢測(cè)方法主要包括聲學(xué)、射線和電磁超聲等。本文介紹了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外常用的蠕變狀態(tài)表征技術(shù)，主要包括超聲速波速法、X-射線衍射技術(shù)、磁巴克豪森技術(shù)；以及新型的、有發(fā)展?jié)摿Φ碾姶懦曋C振技術(shù)和非線性超聲技術(shù)。在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析比較，探討了上述各種方法的優(yōu)劣性，最后指出將EMAR和NLU技術(shù)的有機(jī)結(jié)合將成為高溫服役構(gòu)件蠕變狀態(tài)參數(shù)化表征的有力工具。

1 傳統(tǒng)檢測(cè)表征技術(shù)

1.1 超聲波速法

超聲波在介質(zhì)中的傳播速度主要依賴(lài)于介質(zhì)自身的密度、彈性模量等，與入射聲波的特性無(wú)關(guān)?？v波和橫波在無(wú)限大固體中的傳播速度計(jì)算公式如下所示[1]：

此方法應(yīng)用極其廣泛，但是材料等級(jí)、波形、波的傳播和極化偏振方向等眾多因素均會(huì)導(dǎo)致波速改變。研究發(fā)現(xiàn)，波速在蠕變初始階段變化較小，且構(gòu)件壁厚、表面曲率和后壁表面不規(guī)則性等不確定因素，也能夠嚴(yán)重影響波速測(cè)量的準(zhǔn)確性，因此限制了此技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)高溫蠕變損傷檢測(cè)中的應(yīng)用，一般僅作為超聲衰減測(cè)量的輔助手段。

1.2 X射線衍射技術(shù)

X射線衍射是利用X射線與固體物質(zhì)相互作用產(chǎn)生衍射特性來(lái)對(duì)材料進(jìn)行分析的方法[2]。如圖1所示是相鄰晶面之間的衍射。

使用X射線進(jìn)行檢測(cè)主要依據(jù)布拉格方程[3]：

圖1 相鄰晶面之間的反射示意圖

其中，D—垂直于晶面方向上的晶粒平均厚度；

X射線衍射以其無(wú)損、快速和簡(jiǎn)單地鑒別固體物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)信息的特點(diǎn)，已成功地應(yīng)用在了鎳基超級(jí)合金渦輪葉片的蠕變損傷評(píng)估中[4]。但是X射線在大多數(shù)金屬材料中的滲透深度只有10左右，一般通過(guò)使用同步加速輻射或中子衍射裝置來(lái)減小材料對(duì)X射線的吸收，提高滲透深度，而這又限制了X射線在現(xiàn)場(chǎng)的使用；且所測(cè)衍射峰寬化不僅包括微晶寬化，還包括儀器寬化、微觀應(yīng)力寬化等，所以此技術(shù)在蠕變狀態(tài)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估方面仍有待進(jìn)一步發(fā)展。

1.3 磁巴克豪森發(fā)射技術(shù)

磁巴克豪森發(fā)射的基本工作原理是：當(dāng)通有交變電流的線圈靠近鐵磁性材料表面時(shí)，部件表面會(huì)被磁化，受到晶界、夾雜和位錯(cuò)局部堆積的阻礙和釘扎，材料磁疇壁會(huì)在外加磁場(chǎng)的作用下發(fā)生不可逆跳躍，隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，感應(yīng)線圈能檢測(cè)到一系列電壓脈沖信號(hào)[5]。磁巴克豪森發(fā)射檢測(cè)的原理見(jiàn)圖2。

材料磁化過(guò)程中釋放的MBN信號(hào)強(qiáng)度不僅和本身激勵(lì)磁場(chǎng)的強(qiáng)度和頻率有關(guān)外，還和材料性質(zhì)有關(guān)，因此可將MBN信號(hào)強(qiáng)度表示為上述影響因素的函數(shù)[6]：

在改進(jìn)型9Cr-1Mo鋼中發(fā)現(xiàn)[15]，初始蠕變階段巴克豪森信號(hào)（使用均方根RMS值表示）的平均幅值減小，而在第二和第三蠕變階段增加，如圖3所示，將此現(xiàn)象歸因于析出物形成及其粗化。所以可利用此技術(shù)對(duì)鐵磁性材料構(gòu)件蠕變過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行檢測(cè)。

圖2 磁巴克豪森發(fā)射檢測(cè)的原理示意圖

材料中的巴克豪森信號(hào)對(duì)含碳量、應(yīng)力狀態(tài)、疲勞裂紋和塑性變形等參數(shù)均非常敏感，所以一般不好區(qū)分或避免其它因素對(duì)測(cè)量值的影響。此技術(shù)只能用于探測(cè)非常薄的表層，且由于不能完全將磁疇恢復(fù)到檢測(cè)前的狀態(tài)，所以巴克豪森發(fā)射技術(shù)的結(jié)果不具有重復(fù)性。

2 新型檢測(cè)表征技術(shù)

2.1 電磁超聲諧振技術(shù)

金屬損傷材料中的衰減是指微觀結(jié)構(gòu)變化引起的散射衰減[8,9]。且由于超聲波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于晶粒尺寸，所以超聲衰減產(chǎn)生的主要原因是瑞利散射。瑞利散射可用以下公式表示：

圖3 Moorthy V等人的試驗(yàn)結(jié)果[9]

其中，和F為常數(shù)；是晶粒尺寸；分別是超聲波頻率和波長(zhǎng)。

蠕變損傷部件內(nèi)部的組織缺陷、亞結(jié)構(gòu)和析出物的形態(tài)基本上可以近似為粒狀、球狀、棒狀和片狀，其均會(huì)對(duì)聲波散射產(chǎn)生不同程度的影響。所以衰減法可以作為測(cè)量晶粒大小的主要手段，從而可以表征蠕變過(guò)程中亞晶粒和析出物的演化規(guī)律。利用超聲波衰減系數(shù)的變化來(lái)評(píng)估材料蠕變損傷一直有爭(zhēng)議，尤其在蠕變初始階段，衰減系數(shù)很難測(cè)量，且測(cè)量的衰減不僅包含試件的衰減還包括通過(guò)傳感器、耦合劑和緩沖器的阻尼、界面處的反射、傳輸損失等，測(cè)試部件表面粗糙度或屈曲也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果大的離散，因此使用傳統(tǒng)傳感器測(cè)量的衰減變化不能精確地反映蠕變損傷。而基于電磁超聲換能器的電磁超聲諧振技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是非接觸測(cè)量，很好地避免了此類(lèi)影響，這也是實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量導(dǎo)電材料中衰減系數(shù)的基礎(chǔ)[10]。

電磁超聲諧振（Electromagnetic acoustic resonance）簡(jiǎn)稱(chēng)EMAR，由電磁超聲換能器（EMAT）和超外差分光計(jì)電路組成，是一種新型的用于材料無(wú)損檢測(cè)的非接觸超聲光譜技術(shù)。其中，EMAT由高頻線圈、磁鐵及被測(cè)工件組成，用于在試件中產(chǎn)生超聲波，不同的線圈和磁場(chǎng)位置可以激發(fā)不同種類(lèi)的超聲波，其中超聲體波常用來(lái)檢測(cè)試件的內(nèi)部缺陷，圖4所示為縱波的激發(fā)示意圖。EMAT的工作原理是：當(dāng)置于試件表面的線圈通以高頻電流時(shí)，試件表面會(huì)產(chǎn)生渦流，在靜磁場(chǎng)的作用下，攜帶渦流的電子產(chǎn)生洛倫茲力，通過(guò)與金屬離子碰撞，由洛倫茲力生成機(jī)械體力，引起超聲振動(dòng)，形成超聲波的波源；接收過(guò)程是產(chǎn)生的逆過(guò)程。超外差分光計(jì)的主要作用是提高電磁超聲接收信號(hào)信噪比，改善檢測(cè)信號(hào)的質(zhì)量，其工作原理見(jiàn)圖5，利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號(hào)混頻，產(chǎn)生某個(gè)預(yù)先確定的頻率，用于測(cè)量諧振頻率和衰減系數(shù)。

EMAR技術(shù)測(cè)量某一諧振頻率時(shí)材料純衰減系數(shù)變化的過(guò)程如圖6所示，具體操作如下：首先，掃描射頻脈沖頻率獲得諧振頻譜；其次，由諧振頻譜決定諧振頻率；然后，在某一諧振頻率處操作EMAT，測(cè)量振鈴信號(hào)曲線；最后，通過(guò)指數(shù)擬合衰減振鈴曲線和提取時(shí)間常數(shù)來(lái)獲得衰減系數(shù)。

EMAR技術(shù)可用于蠕變、疲勞和熱老化部件的損傷評(píng)估[10]。目前，國(guó)外的研究者已經(jīng)開(kāi)始用電磁超聲諧振技術(shù)測(cè)定超聲衰減系數(shù)隨蠕變損傷進(jìn)展的變化，雖然研究較少，但也取得了一定的成果。Ohtani等人[11]對(duì)在1073K溫度下受拉伸載荷作用的鎳基超級(jí)合金的研究發(fā)現(xiàn)：衰減系數(shù)和壽命分?jǐn)?shù)之間具有較好的相關(guān)性，衰減系數(shù)大約在蠕變壽命分?jǐn)?shù)為35%～40%時(shí)出現(xiàn)峰值，而超聲速度相對(duì)變化率較小，如圖7所示。衰減系數(shù)變化與位錯(cuò)組織演化一致，尤其是可動(dòng)位錯(cuò)變化和析出物粗化；其中衰減系數(shù)峰值處意味著增殖位錯(cuò)開(kāi)始纏結(jié)于析出物及位錯(cuò)，析出物粗化和聚集開(kāi)始變慢。同時(shí)，他們又對(duì)鐵素體鋼（Cr-V-Mo）[12]、奧氏體鋼（JIS-SUS304）[13]和2.25%Cr-1%Mo鋼[14]進(jìn)行了同樣的研究，也發(fā)現(xiàn)了相似的規(guī)律，這說(shuō)明電磁超聲諧振技術(shù)具有普遍適用性。

圖4 縱波激發(fā)示意圖

圖5 超外差接收原理示意圖

圖6 電磁超聲諧振測(cè)量過(guò)程示意圖

EMAR是一個(gè)過(guò)時(shí)測(cè)量原理的新穎綜合，是使用超聲衰減來(lái)研究材料微觀結(jié)構(gòu)隨蠕變過(guò)程改變的理想方法。但是衰減系數(shù)屬于線性超聲特性，其在蠕變過(guò)程中變化較小，且材料的不均一、試樣之間的差異性等都會(huì)影響衰減系數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.2 非線性超聲技術(shù)

傳統(tǒng)線性超聲技術(shù)檢測(cè)的是時(shí)域信號(hào)的變化，其理論檢測(cè)分辨力極限為波長(zhǎng)的一半,主要針對(duì)材料中宏觀缺陷（包括裂紋、孔洞和夾雜物等內(nèi)部缺陷）的存在和分布進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)[15]。而對(duì)于設(shè)計(jì)良好的構(gòu)件來(lái)說(shuō)，材料早期性能退化占整個(gè)蠕變壽命的70%以上[16,17]。非線性超聲技術(shù)檢測(cè)的是頻域信號(hào)的變化，利用的是介質(zhì)或微小缺陷與超聲波相互作用的非線性效應(yīng)來(lái)檢測(cè)。位錯(cuò)滑移是蠕變過(guò)程中發(fā)揮主導(dǎo)作用的一種形變機(jī)制，而超聲非線性產(chǎn)生的一個(gè)主要原因是位錯(cuò)，材料中大量的位錯(cuò)會(huì)引起高次諧波的產(chǎn)生[18]。圖8所示為超聲輸入信號(hào)的非線性響應(yīng)，可以觀察到非線性響應(yīng)包含基本輸入諧波（f1）、靜態(tài)位移（f0）、二次諧波（f2）和三次諧波（f3）。研究表明高次諧波參數(shù)對(duì)傳統(tǒng)線性超聲檢測(cè)技術(shù)未能發(fā)現(xiàn)的增加的位錯(cuò)密度及其它更加精細(xì)的微結(jié)構(gòu)變化非常敏感。

圖7 Ohtani等人的試驗(yàn)研究結(jié)果[11]

以下三式分別是二次非線性參數(shù)、三次非線性參數(shù)以及靜態(tài)位移非線性參數(shù)：

其中，是材料中的波速，是角頻率，z是試件厚度。一般使用二次非線性參數(shù)來(lái)表征蠕變過(guò)程中的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的演化，其值與成正比。

非線性超聲檢測(cè)中常用的超聲波模式主要有縱波、lamb波和表面波[19]。非線性超聲檢測(cè)中最常使用的是穿透式超聲縱波，是點(diǎn)掃描檢測(cè)，可以用來(lái)檢測(cè)材料內(nèi)部缺陷。Lamb波在結(jié)構(gòu)中傳播距離遠(yuǎn)、效率高，一般采用反射傳輸模式，是線掃描檢測(cè)，探測(cè)能夠覆蓋構(gòu)件的表面和內(nèi)部適合于大面積板狀結(jié)構(gòu)和大口徑管道的檢測(cè)[20]。表面波的能量可在試件表面集中，所以其對(duì)近表面的缺陷較敏感，一般也采用反射傳輸模式。圖9所示為穿透式非線性超聲縱波測(cè)量過(guò)程示意圖（未考慮濾波、衰減及放大等環(huán)節(jié)），表面波和Lamb波的測(cè)量附件及連接方式與縱波的一致。

圖8 非線性超聲傳播示意圖

非線性超聲技術(shù)在蠕變損傷評(píng)估方面已初見(jiàn)成效，研究者們通過(guò)測(cè)定材料中的超聲非線性參數(shù)進(jìn)行高溫材料的蠕變狀態(tài)表征及蠕變剩余壽命預(yù)測(cè)。Jitendra S.等人[21]利用非線性超聲技術(shù)研究純銅的蠕變狀態(tài)。該研究利用透射傳輸非線性超聲測(cè)量技術(shù)，采用三個(gè)不同的非線性測(cè)量值（即靜態(tài)位移、二次諧波和三次諧波）來(lái)表征蠕變狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)非線性參數(shù)隨蠕變的進(jìn)行發(fā)生了顯著的變化，隨蠕變時(shí)間振蕩上升，變化曲線均存在波峰和波谷，如圖10所示。鄺文川[22]、項(xiàng)延訓(xùn)[20]、Sony Baby等人[16]利用非線性超聲技術(shù)分別評(píng)估Ti60、HP40NB材料（Fe-Cr-Ni合金不銹鋼）和鈦合金IMI 834蠕變狀態(tài)，均發(fā)現(xiàn)歸一化非線性參量隨蠕變時(shí)間振蕩上升。

之前關(guān)于非線性測(cè)量的研究均基于接觸式測(cè)量，這會(huì)導(dǎo)致較大的耦合誤差。Ohtani等人[23]在Cr-Mo-V鋼蠕變狀態(tài)的研究中，使用電磁超聲換能器（EMAT），實(shí)現(xiàn)了表面剪切波非線性參數(shù)的非接觸測(cè)量。研究表明非線性參數(shù)的變化和衰減系數(shù)的變化是同步的，但其靈敏度比衰減系數(shù)的高很多，如圖11所示。綜合國(guó)內(nèi)外研究，超聲非線性檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用前景較為廣泛，利用超聲波傳播的非線性特性可以解決傳統(tǒng)線性超聲方法所無(wú)法解決的一些問(wèn)題，例如對(duì)構(gòu)件機(jī)械性能及蠕變剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。而將非線性超聲和電磁超聲諧振有機(jī)結(jié)合的技術(shù)具有評(píng)估金屬材料蠕變狀態(tài)和預(yù)測(cè)其剩余壽命的潛力。

3 總結(jié)

綜上所述，超聲波速變化在蠕變?cè)缙陔A段變化較小，不適用于早期蠕變損傷檢測(cè)，一般用作超聲衰減的輔助手段；X射線衍射技術(shù)只能檢測(cè)表面及近表面缺陷，且在現(xiàn)場(chǎng)蠕變損傷評(píng)估方面仍有待進(jìn)一步發(fā)展。電磁超聲諧振技術(shù)高靈敏度和非接觸的特性，使其能夠測(cè)量蠕變過(guò)程中超聲衰減系數(shù)的變化，研究表明衰減系數(shù)與壽命分?jǐn)?shù)之間具有較好的相關(guān)性。非線性超聲參數(shù)對(duì)材料中的微小損傷較敏感，可與某些微觀結(jié)構(gòu)變化引起的位錯(cuò)滑移、空洞粗化和增殖相聯(lián)系，可用于監(jiān)測(cè)早期損傷，研究表明非線性參數(shù)隨蠕變壽命分?jǐn)?shù)振蕩上升。非線性參數(shù)的靈敏度較衰減系數(shù)大，所以在蠕變狀態(tài)評(píng)價(jià)及壽命預(yù)測(cè)中，非線性超聲技術(shù)比電磁超聲諧振技術(shù)更有前途。而將這兩種技術(shù)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行非線性參數(shù)的非接觸測(cè)量是未來(lái)蠕變狀態(tài)檢測(cè)研究及應(yīng)用的發(fā)展方向。

圖9 非線性超聲測(cè)量過(guò)程示意圖

圖10 Valluri JS等人的試驗(yàn)結(jié)果[21]

圖11 Ohtani等人的試驗(yàn)研究結(jié)果[23]

蠕變狀態(tài)參數(shù)化表征的研究較多，但均未系統(tǒng)對(duì)整個(gè)蠕變期間位錯(cuò)、亞結(jié)構(gòu)、析出物和空洞等演化進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)化表征。因此我們應(yīng)該借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和研究成果，利用每種表征技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)蠕變?nèi)^(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)化表征。

參考文獻(xiàn)

[1] 史亦韋.超聲檢測(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版,2005

[2] 解其云，吳小山.X射線衍射進(jìn)展簡(jiǎn)介[J].紀(jì)念勞厄發(fā)現(xiàn)晶體X射線衍射100周年專(zhuān)題:2012,41（11）:728

[3] 王英華.X光衍射技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:原子能出版社,1993

[4] Biermann H, Von Grossmann B, Ungar T, et al.Determination of local strains in a monocrystalline turbine blade by microbeam X-ray diffraction with synchrotron radiation[J].Acta materialia, 2000, 48(9): 2221-2230

[5] 朱克兵, 王泓, 張?jiān)?巴克豪森信號(hào)與 300M 鋼表層應(yīng)力的響應(yīng)特性[J].無(wú)損檢測(cè), 2006, 28(5): 252-255

[6] Jagadish C, Clapham L, Atherton D L.Influence of uniaxial elastic stress on power spectrum and pulse height distribution of surface Barkhausen noise in pipeline steel[J].Magnetics, IEEE Transactions on, 1990, 26(3): 1160-1163.

[7] Mitra A, Mohapatra J N, Swaminathan J, et al.Magnetic evaluation of creep in modified 9Cr-1Mo steel[J].Scripta Materialia, 2007, 57(9): 813-816.

[8] 胡建愷,張謙琳.超聲檢測(cè)原理和方法[M].合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,1993

[9] 董志勇,胡金榜.超聲波衰減系數(shù)法評(píng)估材料損傷的研究[J].化工機(jī)械:2007,03:139-143

[10] Hirao M, Ogi H.Electromagnetic acoustic resonance and materials characterization[J].Ultrasonics, 1997, 35(6): 413-421

[11] Toshihiro Ohtani，Hirotsugu Ogi，Masahiko Hirao.Acoustic damping characterization and microstructure evolution in nickel-based superalloy during creep [J].International Journal of Solids and Structures：2005, 42(9): 2911-2928

[12] Toshihiro Ohtani，Hirotsugu Ogi，Masahiko Hirao.Evolution of microstructure and acoustic damping during creep of a Cr-Mo-V ferritic steel [J].Acta Materialia：2006, 54(10): 2705-2713

[13] Ohtani T, Ogi H, Hirao M.Change of Ultrasonic Attenuation and Microstructure Evolution in Crept Stainless Steels[J].Nondestructive Characterization of Materials, 2001, 10: 403-410

[14] Toshihiro Ohtani，Hirotsugu Ogi，Masahiko Hirao.Change of ultrasonic attenuation and microstructure evolution in crept 2.25-1%Mo steels[J].Journal of Society of Materials Science：2002, 51(2): 195-201

[15] 張俊哲.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社,1993

[16] Cantrell J H.Substructural organization，dislocation Plasticity and harmonic generation in Cyclically stressed wavy slip metals[J].Proe.R.Soe.Lond.A：2004,460(2043): 757-780

[17] Sony Baby，Nagaraja Kowmudi B，Omprakash C M，et al.Creep damage assessment in titanium alloy using a nonlinear ultrasonic technique [J].Scripta Materialia:2008,59(8):818-821

[18] Hikata A, Chiek Belbaum C.Dislocation contribution to the second harmonic generation of ultrasonic Waves [J].Joumal of Applied physies:1965,36(1):229-230

[19] 周正干，劉斯明.非線性無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究、應(yīng)用和發(fā)展[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)：2011,47（8）：3-5

[20] 項(xiàng)延訓(xùn).高溫構(gòu)件早期損傷的非線性超聲導(dǎo)波評(píng)價(jià)方法研究 [D].上海:華東理工大學(xué)，2011

[21] Jitendra S.Valluri，Krishnan Balasubramaniam，Raghu V.Prakash.Creep damage characterization using non-linear ultrasonic techniques [J].Acta Materialia:2010,58(6): 2079-2090

[22] 鄺文川.基于非線性超聲縱波的高溫蠕變損傷檢測(cè)與評(píng)價(jià)研究[D].上海:華東理工大學(xué),2011

[23] Toshihiro Ohtani, Hirotsugu Ogi, Masahiko Hirao.Noncontact evaluation of surface-wave nonlinearity for creep damage in Cr-Mo-V steel [J].Japanese Journal of Applied Physics：2009, 48(7S): 07GD02

中圖分類(lèi)號(hào)：TF771.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.04.057.06

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然基金（51371142）

作者簡(jiǎn)介：郝巧娥（1989-)，女，碩士，從事高溫蠕變狀態(tài)參數(shù)化表征。

Progress in Parametric Characterization of Creep State for Structural Component at Elevated Temperatures

HAO Qiao-e, ZHU Lin, ZHAO Cai-li,PAN Cheng-fei, XIN Tian, LIU Xin-bao
(School of Chemical Engineering，Northwest University，Xi an 710069 China)

Abstract：In the present study, the parametric characterization techniques for creep state of structural component operating at elevated-temperatures were summarized in detail.The traditional testing methods, such as ultrasonic velocity，X-ray diffraction and Barkhausen emission were introduced.Meanwhile, the methods of electromagnetic acoustic resonance(EMAR) and non-linear ultrasound(NLU) occurring in recent years were mainly discussed.Based on the analysis of these methods, it indicates that the combination of EMAR and NLU becomes a potential tool to evaluate the creep state of structural component running at elevated temperatures.

Keywords:creep damage;non-destructive;electromagnetic acoustic resonance;nonlinear ultrasonic