316L不锈钢晶间腐蚀的声发射信号特征研究.docx

S3重量/g失重/g腐蚀时间/h腐蚀面积/m2实验前194.042第一周期193.9910.041486.7810-3第二周期193.9410.050486.7810-3第三周期193.8120.129486.7810-3整个实验0.2201446.7810-3表2-3 试件S3硝酸腐蚀实验实验结果（1） 失重腐蚀速率评定结果此种方法是对腐蚀失重速率的评定，是指单位时间内在单位面积上金属腐蚀产生重量损失的情况，主要描述试件S3的失重情况。其计算公式如： （2-1）式中：V 失重腐蚀速率/g(m2h)-1；Wf实验前试件重量/g；Wb实验后试件重量/g；S 试件实验腐蚀部分面积/m2；T 实验时间/h。表2-4 试件S3硝酸腐蚀实验失重腐蚀速率评定结果第一周期第二周期第三周期整个实验平均失重腐蚀速率/ g(m2h)-10.1260.1540.3960.225图3-3 腐蚀实验声发射信号采集系统示意图实验中的SAMOS声发射检测系统包括硬件和软件两个系统，硬件系统主要有声发射传感器（DP151-AST）、信号采集仪（三块8通道PCI总线声发射处理板卡）和计算机，软件系统采用的是是AEwin声发射信号处理系统。SAMOS声发射检测系统如图3-4所示。图3-4 SAMOS声发射检测系统表3-4 AE硬件采集参数设置AE通道门槛值增益/dB前方增益/dB模拟滤波器/ kHz波形参数类型dB下限上限采样率/Ms-1预触发/s长度/k1固定20/30/4004010040012561表3-5 AE定时参数设置AE通道峰值定义时间PDT /s撞击定义时间HDT /s撞击闭锁时间HLT/一阶段（晶间腐蚀萌生阶段）：本文从第一阶段的数据中选取比较有代表的腐蚀信号进行说明，如图4-16所示为硝酸腐蚀实验第一阶段中较为典型的声发射信号的幅值与时间的历程图，从图中可以看出第一阶段的声发射信号不是很多，分布在25dB27dB之间。根据图4-17至图4-19，在第一阶段中的声发射信号主要还是以环境自然噪声声发射信号居多，能量、计数和撞击数都是环境自然噪声为主导。这就说明第一阶段腐蚀的声发射信号具有数量少、能量小、幅值低和分布散的特点。幅值/dBx =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1时间/sx = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8图4-16 试件S3硝酸腐蚀实验第一阶段声发射信号的幅值与时间历程图第二阶段（晶间腐蚀平稳阶段）：这个阶段的晶间腐蚀声发射信号参数，与第一阶段相比特征更加突出，如图2-20所示为第二阶段的数据中具有代表性的腐蚀声发射信号的幅值与时间历程图；从图中可以明显的看出信号的幅值分布在27dB30dB之间，特别是以27dB和28dB信号居多，其他幅值的信号基本没有出现。根据图4-21至图4-23中的分布关系，腐蚀声发射信号的能量、计数和撞击数都是以幅值在28dB的信号为主，29dB的信号次之。从第二阶段的腐蚀的声发射信号关系图中可以得出晶间腐蚀在第二阶段的声发射信号特点：信号按幅值分布较为集中，信号的数量、能量和计数相比较第一阶段都有大幅度的提高，声发射信号的幅值分层明显，环境自然噪声信号的影响降低。幅值/dBx =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =10 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20x = 0x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 20时间/sx = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.82q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-1图4-20 试件S3硝酸腐蚀实验第二阶段声发射信号的幅值与时间历程图第三阶段（晶间腐蚀快速阶段）：如图4-24所示为第三阶段中典型的晶间腐蚀声发射信号幅值与时间的历程图，从图中可以看出声发射信号的幅值分布在31dB34dB之间，比第二阶段的幅值分布要高一个层面。从图4-25至图4-27中，看得出声发射信号的能量、计数和撞击数是以幅值为33dB的信号为主导地位，从图中可以明显的看出这个阶段的声发射信号，主要集中在33dB，其他幅值的分布比例较小。因此，从下面的四个图可以得出晶间腐蚀快速阶段的声发射信号参数特征：信号分布更为集中，环境自然噪声的影响更小；信号按幅值大小的分层现象更明显；声发射信号的能量、计数和撞击数值有明显的提高。这个阶段声发射信号参数的分布情况与第一阶段相比，其发展的趋势特征非差明显，用信号幅值的分层理论就能够很好的区分开；与第二阶段相比，其发展趋势不是很明显，可以通过信号幅值分层后的幅值大小和范围进行区分。幅值/dBx =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =146x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m时间/sx = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8图4-24 试件S3硝酸腐蚀实验第三阶段声发射信号的幅值与时间历程图试件S3硝酸腐蚀实验过程通过声发射信号参数的特征分析分成的三个阶段，且每个阶段都对应着不同的声发射信号幅值分布。通过对声发射信号的参数分析，可以得到试件在不同的腐蚀环境中有不同的声发射信号参数。每一种声发射信号参数特征都在一定的程度上反映了试件发生晶间腐蚀的腐蚀行为，并且反映了腐蚀行为的一些基本特征。但是声发射信号的参数分析只能是从整体信号来分析，对某一个信号具体的特征还得进行下面的具体分析。硝酸腐蚀实验声发射信号频谱硝酸腐蚀实验第一阶段的声发射信号波形和频谱如图4-36和图4-37所示，其波形也是弯曲波的连续型；在频谱图中100kHz、199kHz和280kHz处都有明显的突出峰频，但其值较低。图4-36 硝酸腐蚀实验第一阶段声发射信号波形图4-37 硝酸腐蚀实验第一阶段声发射信号频谱图硝酸腐蚀实验第二阶段的声发射信号波形和频谱图如图4-38和图4-39所示，从图中可以看出信号波形为弯曲波的连续型；频谱图中显示100kHz处的突出峰频消失，而处在200kHz和280kHz处的突出峰频还存在，并且其幅值有所增加。图38 硝酸腐蚀实验第二阶段声发射信号波形图4-39 硝酸腐蚀实验第二阶段声发射信号频谱图硝酸腐蚀实验第三阶段的声发射信号波形和频谱图如图4-40和图4-41所示，信号的波形为弯曲波的